貴州省畢節(jié)市金沙縣思源實驗學校 王代祥

我將從發(fā)電機和電動機的關(guān)系入手，分析為什么歐姆定律在電動機正常工作時不再適用。

一、發(fā)電機

發(fā)電機（英文名稱：Generators）是將其他形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的機械設(shè)備，它由水輪機、汽輪機、柴油機或其他動力機械驅(qū)動，將水流，氣流，燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為機械能傳給發(fā)電機，再由發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電能。

發(fā)電機的形式很多，但其工作原理都基于電磁感應(yīng)定律和電磁力定律。因此，其構(gòu)造的一般原則是：用適當?shù)膶?dǎo)磁和導(dǎo)電材料構(gòu)成互相進行電磁感應(yīng)的磁路和電路，以產(chǎn)生電磁功率，達到能量轉(zhuǎn)換的目的。

發(fā)電機工作的時候，是外力使發(fā)電機的線圈在磁場中做切割磁感線運動，線圈中的電荷隨線圈一起在磁場中運動，從而線圈中的電荷就會受到洛倫茲力的作用但是又不能離開線圈，故在線圈中沿導(dǎo)線做定向運動從而在線圈里面產(chǎn)生感應(yīng)電流。

二、電動機

電動機（Motor）是把電能轉(zhuǎn)換成機械能的一種設(shè)備。它是利用通電線圈（也就是定子繞組）產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場并作用于轉(zhuǎn)子（如鼠籠式閉合鋁框）形成磁電動力旋轉(zhuǎn)扭矩。電動機主要由定子與轉(zhuǎn)子組成，通電導(dǎo)線在磁場中受力運動的方向跟電流方向和磁感線（磁場方向）方向有關(guān)。電動機工作原理是磁場對電流受力的作用，使電動機轉(zhuǎn)動。

給電動機通電，線圈中的電流會受到磁場對它的安培力的作用，從而使電動機的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動起來。而電動機的線圈在轉(zhuǎn)動的過程中也會像發(fā)電機一樣，會在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。

三、關(guān)系

根據(jù)楞次定律（感應(yīng)電流的效果總是反抗引起感應(yīng)電流的原因）可知，感應(yīng)電流的方向?qū)⑴c引起感應(yīng)電流的原電流的方向相反。從而在線圈中將存在兩種電流：一種是原來我們給電動機通入的電流，稱為“原電流”；另一種是線圈在切割磁感線的過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流。電動機工作的時候，當然是原電流大于感應(yīng)電流。這時，線圈中的實際電流將是兩種電流的綜合，即實際電流的大小等于原電流的大小減去感應(yīng)電流的大小。

而實際電流的計算可以根據(jù)歐姆定律算出。若已知電動機兩端所加的電壓為U，電動機線圈的電阻為r，則線圈中的原電流

感應(yīng)電流為I感。

電動機正常工作時線圈中的實際電流：

而三者的關(guān)系是I感=I原-I實。

例題：有一臺“220V、100W”的洗衣機，由于使用不當，造成電機卡死，電動機的溫度升高而被燒壞，從出產(chǎn)廠家得知，這種電動機內(nèi)的線圈的阻值是2Ω，則：

(1)這臺洗衣機正常工作時，1min耗電多少?

(2)電動機正常工作時，1min產(chǎn)生的熱量是多少?

(3)電動機被卡死后，1min產(chǎn)生了多少熱量?

根據(jù)題目的已知條件：額定電壓U=220V，額定功率P=100W，線圈的阻值是2Ω。

電動機正常工作時的電流

電動機卡死時，電路為純電阻電路，線圈中的電流為原電流I則線圈中的感應(yīng)電流I感=I原-I實＝11A－0.45A＝109.55A。

其實原電流不管是正常工作時還是卡死時都存在的，只不過正常工作時有感應(yīng)電流與原電流方向相反從而使得線圈中的實際電流遠小于電動機被卡死時線圈中的電流即原電流。所以線圈在卡死時容易被燒壞而正常工作時不易被燒壞。

總結(jié)：電動機在被卡死的時候，電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，電路為純電阻電路，線圈中的電流就由歐姆定律求出；電動機正常工作時，由于線圈在轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的感應(yīng)電流與原電流方向相反而使線圈中的實際電流遠小于原電流，電能一部分轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，另一部分還轉(zhuǎn)化成了機械能。此時不能再用歐姆定律求線圈中的電流。

故電動機正常工作時歐姆定律不適用。