低温电机

功能及用处编辑

电动机（Motors）是把电能转换成机械能的设备，它是利用通电线圈在磁场中受力转动的现象制成，

分布于各个用户处，电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机，

电力系统中的电动机大部分是交流电机，

可以是同步电机或者是异步电机（电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速）。

电动机主要由定子与转子组成。通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线（磁场方向）方向有关。

电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动。

　　它是将电能转变为机械能的一种机器。通常电动机的作功部分作旋***动，这种电动机称为转子电动机；

也有作直线运动的，称为直线电动机。电动机能提供的功率范围很大，从毫瓦级到万千瓦级。

电动机的使用和控制非常方便，具有自起动、加速、制动、反转、掣住等能力，能满足各种运行要求；

电动机的工作效率较高，又没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小。由于它的一系列优点，

所以在工农业生产、交通运输、***、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面广泛应用。

　　各种电动机中应用***的是交流异步电动机（又称感应电动机）。

它使用方便、运行可靠、价格低廉、结构牢固，但功率因数较低，调速也较困难。

大容量低转速的动力机常用同步电动机（见同步电机）。同步电动机不但功率因数高，

而且其转速与负载大小无关，只决定于电网频率。工作较稳定。在要求宽范围调速的场合多用直流电动机。

但它有换向器，结构复杂，价格昂贵，维护困难，不适于恶劣环境。20世纪70年代以后，

随着电力电子技术的发展，交流电动机的调速技术渐趋成熟，设备价格日益降低，已开始得到应用。

电动机在规定工作制式（连续式、短时运行制、断续周期运行制）

下所能承担而不至引起电机过热的输出机械功率称为它的额定功率，

使用时需注意铭牌上的规定。电动机运行时需注意使其负载的特性与电机的特性相匹配，

避免出现飞车或停转。电动机的调速方法很多，能适应不同生产机械速度变化的要求。

一般电动机调速时其输出功率会随转速而变化。从能量消耗的角度看，

调速大致可分两种：①保持输入功率不变。通过改变调速装置的能量消耗，

调节输出功率以调节电动机的转速。②控制电动机输入功率以调节电动机的转速。

原理编辑

发现电动机使用了电流的磁效应原理，

发明这一原理的的是丹麦物理学家奥斯特1777年8月14日生于兰格朗岛鲁德乔宾的一个药剂师家庭。

1794年考入哥本哈根大学，1799年获博士学位。1801～1803年去德、法等国访问，

结识了许多物理学家及化学家。1806年起任哥本哈根大学物理学教授，

1815年起任丹麦皇家学会常务秘书。1820年因电流磁效应这一杰出发现获英国皇家学会科普利奖章。

1829年起任哥本哈根工学院院长。1851年3月9日在哥本哈根逝世。

　　他曾对物理学、化学和哲学进行过多方面的研究。由于受康德哲学与谢林的自然哲学的影响，

坚信自然力是可以相互转化的，长期探索电与磁之间的联系。1820年4月终于发现了电流对磁针的作用，

即电流的磁效应。同年7月21日以《关于磁针上电冲突作用的实验》为题发表了他的发现。

这篇短短的论文使欧洲物理学界产生了***震动，导致了大批实验成果的出现，

由此开辟了物理学的新领域──电磁学。

　　1812年他提出了光与电磁之间联系的思想。1822年他对液体和气体的压缩性进行了实验研究。

1825年提炼出铝，但纯度不高。在声学研究中，他试图发现声所引起的电现象。

他的最后一次研究工作是抗磁性。

　　他是一位热情洋溢重视科研和实验的教师，他说：“我不喜欢那种没有实验的枯燥的讲课，

所有的科学研究都是从实验开始的”。因此受到学生欢迎。他还是***的讲演家和自然科学普及工作者，

1824年倡议成立丹麦科学促进协会，创建了丹麦个物理实验室。

　　1908年丹麦自然科学促进协会建立“奥斯特奖章”，以表彰做出重大贡献的物理学家。

1934年以“奥斯特”命名CGS单位制中的磁场强度单位。1937年美国物理教师协会设立“奥斯特奖章”，

奖励在物理教学上做出贡献的物理教师。

　　1820年发现电流的磁效应

　　自从库仑提出电和磁有本质上的区别以来，很少有人再会去考虑它们之间的联系。

而安培和毕奥等物理学家认为电和磁不会有任何联系。

可是奥斯特一直相信电、磁、光、热等现象相互存在内在的联系，

尤其是富兰克林曾经发现莱顿瓶放电能使钢针磁化，更坚定了他的观点

。当时，有些人做过实验，寻求电和磁的联系，结果都失败了。奥斯特分析这些实验后认为：

在电流方向上去找效应，看来是不可能的，那么磁效应的作用会不会是横向的？

　　在1820年4月，有一次晚上讲座，奥斯特演示了电流磁效应的实验。当伽伐尼电池与铂丝相连时，

靠近铂丝的小磁针摆动了。这一不显眼的现象没有引起听众的注意，而奥斯特非常兴奋，

他接连三个月深入地研究，在1820年7月21日，他宣布了实验情况。

　　奥斯特将导线的一端和伽伐尼电池正极连接，导线沿南北方向平行地放在小磁针的上方，

当导线另一端连到负极时，磁针立即指向东西方向。把玻璃板、木片、石块等非磁性物体插在导线和磁针之间，

甚至把小磁针浸在盛水的铜盒子里，磁针照样偏转。

　　奥斯特认为在通电导线的周围，发生一种“电流冲击”。这种冲击只能作用在磁性粒子上，

对非磁性物体是可以穿过的。磁性物质或磁性粒子受到这些冲击时，阻碍它穿过，于是就被带动，

发生了偏转。

　　导线放在磁针的下面，小磁针就向相反方向偏转；如果导线水平地沿东西方向放置，

这时不论将导线放在磁针的上面还是下面，磁针始终保持静止。

　　他认为电流冲击是沿着以导线为轴线的螺旋线方向传播，螺纹方向与轴线保持垂直。

这就是形象的横向效应的描述。

　　奥斯特对磁效应的解释，虽然不完全正确，但并不影响这一实验的重大意义，它证明了电和磁能相互转化，

这为电磁学的发展打下基础。

　　其它方面的成就

　　奥斯特曾经对化学亲合力等作了研究。1822年他精密地测定了水的压缩系数值，论证了水的可压缩性。

1823年他还对温差电作出了成功的研究。他对库仑扭秤也作了一些重要的改进。

　　奥斯特在1825年最早提炼出铝，但纯度不高，以致这项成就在冶金***归属于德国化学家F.维勒(1827)。

他最后一项研究是40年代末期对抗磁体的研究，试图用反极性的反感应效应来解释物质的抗磁性。

同一时期M.法拉第在这方面的成就超过了奥斯特及其法国的同辈。法拉第证明不存在所谓的反磁极。

并用磁导率和磁力线的概念统一解释了磁性和抗磁性。不过，奥斯特研究抗磁体的方法仍具有很深的影响。