什么是反电动势?反电动势是指抵抗电流变化趋势而产生的电动势。反电动势一般出现在电磁线圈中,如继电器线圈、电磁阀、接触器线圈、电机、感应器等。
当DC电机最初启动时,励磁绕组建立一个磁场,电枢电流产生另一个磁场。两个磁场相互作用来启动马达。电枢在磁场中旋转,从而产生发电机效应。实际上,旋转电枢产生的感应电动势与电枢电压的极性相反。这种自感电动势称为反电动势。
电动势通常代表电动势,但因为不是物理上的“力”,所以没办法。但是,反电动势仍然被用作电机中的自感应电动势。反电动势,也称为反电动势,在电机恒速运行时,可以显著降低电枢电流。
物理意义阻碍电流通过或电流变化的电动势称为反电动势。
电能转换方程UIt= anti-It I2rt中,UIt为输入电池、电机或变压器中的电能,I2rt为各电路中的热损耗能量,输入电能与热损耗电能之差即为反电动势对应的有用能量 anti-It部分。
反电动势消耗了电路中的电能,但不是一种“损耗”。反电动势对应的那部分电能会转化为电器的有用能,比如电机的机械能,电池的化学能等。可见,反电动势的大小意味着电器将总输入能量转化为有用能量的功率。
电机中的反电动势和反电动势根据电磁定律,当磁场发生变化时,附近导体会产生感应电动势,其方向符合法拉第定律和楞次定律,与线圈两端施加的原电压刚好相反。这个电压就是反电动势。
反电动势是指与电源电动势方向相反的电动势。当电路中有多个电源时,可能会产生反电动势。比如同一导轨回路上的两根金属棒以不同的速度切割磁场,就有可能产生反电动势。当电动势和感应电动势都存在时,就可能出现反电动势。对于线圈来说,通电电流变化时,线圈两端会产生反电动势。比如LC振荡电路中电感线圈两端电压的变化与反电动势密切相关;当电机旋转时,也会产生反电动势。
电机的原理初中就能理解,是把电能转化为机械能的装置。通电线圈在磁场中受到磁场安培力的作用,使线圈绕轴旋转。安培力是线圈转动的动力源。如果只看到安培力的功率效应,电机的线圈会不断加速,这显然是不可能的,因为每个电机都有一个最大速度。这个最大转速是怎么形成的?
线圈通电瞬间,几乎不动,电流最大。安培力产生的旋转力矩远大于阻力矩,线圈开始旋转。当线圈旋转时,开始切割磁感应线,在线圈中产生一个“反电动势E-inverse”,与线圈外加载的电位差U(由外接电源提供)方向相反,起到减小电流的作用。开始时反电动势很小,电流很大,安培力转动力矩大,转速逐渐增大。随着转速的增加,反电动势增加,线圈中的电流减小。当安培力的旋转力矩降低到与阻力矩竞争时,就是电机的最大转速。
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