A-level 物理（进阶物理）/电机
正如运动的磁场会在导体中感应电流一样，磁场中变化的电流也会感应运动。当这种运动用于确保电流相对于磁场持续变化时，运动将继续，因此我们拥有了电动机。电动机有几种类型。
当一个线圈放置在静止的磁场中，并通过线圈流过直流电时，线圈会试图与磁场对齐，因为它变成了电磁体。这对于电机来说将是无用的，因为它会在你打开它时总是移动到相同的位置，然后停止。然而，如果我们使用一个换向器，它会在每次旋转一半时改变电流的方向，那么线圈就会试图在每次旋转一半时向相反的方向对齐。这意味着，一旦转子开始移动，它就会继续移动。这是一个直流电动机。永磁体也可以用电磁体代替。这种类型的电机的主要优点是换向器可以正常工作，无论旋转频率如何。
三相发电机产生的三相电源可用于驱动电机。每相电源连接到三个线圈中的一个。这会产生一个磁场，该磁场在每次电源循环时旋转一次。如果将永磁体放在中间，在任何给定时间，它的北极都会被吸引到一个线圈的南极，并被一个线圈的北极排斥。它的南极也会出现相反的情况。这意味着旋转磁场会拖着磁体旋转，导致磁体以与磁场相同的频率旋转。这种类型的电机的一个缺点是它只以一个频率运行——电流的频率。
永磁体可以用带有直流电的线圈代替。这会产生磁场，优点是不需要昂贵且沉重的永磁体。主要缺点是必须使用电力来为电磁体供电，并且必须使用滑环换向器以防止线圈缠结并阻止电机运行。
鼠笼式电机的工作原理类似，只是转子不再是永磁体。相反，一系列金属棒穿过转子，在两端相互连接。这些棒垂直于旋转磁场。一旦转子开始旋转，就会在棒中产生电流——涡流。这会产生一个磁场，该磁场始终垂直于旋转磁场。随着定子产生的旋转磁场旋转，它会将感应磁场拉到它后面，导致转子继续旋转。
鼠笼式电机依赖于两个磁场以不同速率旋转的事实。如果它们没有以不同速率旋转，那么转子中就不会发生磁通量变化，因此也不会感应涡流。
1. 如何使简单的直流电机适应交流电？
2. 为什么三相电机具有恒定的角速度？
3. 分段换向器和滑环换向器有什么区别？
4. 如何提高三相电机的角速度？
5. 鼠笼式电机依赖于沿转子运行的涡流来运行。然而，如果涡流穿过转子，那么转子上的力就会减小。如何在不减少所需涡流的情况下减少这些涡流？