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Magnetism 11: Electric Motors : Using a commutator to solve the flipping problem and create an electric motor.
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- 我們上次結束的地方就是 有一個電路
- 這些是小的接觸片
- 這是我們創造的
- 這實際上叫做整流器
- 這部分與旋轉部分相連
- 這是整流器 這些是刷子
- 所以你們可以想象
- 你們可以把它們設計成刷子 這樣就能一直接觸
- 就像刷子放在- 是什麽？
- 娛樂公園裏的那些車是什麽？
- 碰碰車 對吧？
- 在碰碰車後面有一個杆
- 爲了娛樂 我把它畫出來
- 所以我們假設這是碰碰車
- 有點像一只鞋
- 這是你們在開著碰碰車
- 後面有一個杆
- 在杆的頂端
- 你們就會看到
- 有刷子和天花板接觸 對吧？
- 你們可以把這看做是某種刷子
- 它讓一個恒定的電流
- 通過天花板
- 我不知道它的方向是什麽
- 但是它允許電流通過天花板
- 或許你們的車在地面上 這樣
- 電流可以穿過地面
- 這樣你們的車就可以被天花板供電
- 不用每輛車都帶著一個電池
- 這樣會浪費能量
- 這可能也是由於某種安全隱患
- 等等等等
- 所以你們的碰碰車的刷子
- 可能量和這些與整流器接觸
- 的刷子沒什麽不同
- 只是一點術語
- 介紹碰碰車沒什麽壞處
- 我可能早就應該這麽做
- 當我們學習動量的時候
- 但是不管怎樣
- 所以這裡發生了什麽？
- 所以回到第一個影片
- 電流像這樣往下流
- 然後 如果用右手定則
- 做叉乘
- 就知道磁場的作用力
- 在左邊是向內的
- 在右邊是向外的
- 所以有個這樣作用的合力矩
- 讓右邊轉到紙面以上
- 讓左邊轉到紙面以下
- 直到轉動了90度
- 現在 這看起來有點 所以這一條邊
- 我換個顏色以便你們能看到
- 這條邊是這條邊 在上面
- 這條邊在下面 紙面以下
- 這條邊現在在紙面以上
- 如果這個距離是r
- 現在這條邊在紙面以上r單位處
- 理想狀況下 可能整流器
- 在這一點和刷子不接觸 對吧？
- 因爲這向外了一點
- 所以當這是豎直的時候
- 實際上和刷子不連接
- 所以沒有電流
- 所以省了一點電
- 有一點角動量
- 讓這個轉動的裝置
- 多轉動一點到了這裡
- 這個裝置看起來是這樣的
- 我一直在換顏色
- 但是這個裝置看起來是這樣的
- 好了 這是正極 負極 正極 負極
- 電流這樣流動
- 現在 我們假設整流器又連接了
- 我用配色一下
- 所以如果這條邊是這個顏色 對吧？
- 現在 這是我們從上往下看時
- 在屏幕外面的位置
- 就在屏幕上方
- 現在 我們旋轉了180°
- 這條邊就到了這邊 對吧？
- 我選一個合適的顏色
- 如果這條邊是綠色的
- 現在這條邊 我把這個旋轉了180°
- 現在 有趣的事情發生了
- 記住 在有整流器之前
- 如果我們翻轉它
- 電流-
- 因爲在我們沒有整流器的時候
- 電流在這裡是向下的 這裡是向上的
- 在用整流器之前
- 電流在這裡向下 在這裡向上
- 所以我們要轉換方向
- 所以你需要讓這個東西
- 完全旋轉
- 它一直來回翻轉 對吧？
- 這很有用 我不知道
- 如果你們想要翻轉東西
- 但是作爲電動機 翻轉是沒用的
- 所以這裡發生了什麽？
- 現在 這一邊
- 突然 不是與這個接觸片連接
- 現在連到了這個接觸片
- 這個綠色的導體現在連到了這一頭
- 所以有趣的發生了
- 現在 左邊的電流仍然是向下的
- 對吧？ 右邊的電流
- 仍然是向上的
- 所以我們回到這種形態
- 除了這個整流器翻轉過一次
- 棕色的邊現在到了左邊
- 綠色的邊現在到了右邊
- 這使得
- 合力矩仍然
- 向著施轉方向
- 用右手定則
- 電流在這裡向下流動
- 所以如果磁場向左
- 那麽合力在這裡就是向內的
- 在這裡是向外的
- 所以我們可以繼續無限轉動
- 這也解決了別的問題
- 這永遠不會讓線纏繞
- 所以現在用整流器
- 我們實際上創造了一個電動機
- 記住我畫了這個小的東西
- 這就像是軸
- 或許這能帶動輪子或別的什麽
- 所以如果有一個恒定的磁場
- 只要用整流器
- 只要你們到了豎直這一點
- 它斷電
- 然後 當你們稍微越過豎直方向
- 稍微超過90°
- 它就轉換電流方向
- 所以在左邊
- 電流總是向下的
- 在右邊
- 電流總是向上的
- 所以合力矩總是在推動線圈
- 總是讓這個裝置的
- 左邊下降 右邊擧升 讓它旋轉
- 右邊擧升到紙面上面
- 左邊下降到紙面下面
- 實際上 你們可以裝上一個輪子
- 你們可以制造電動車
- 所以這是電動機
- 制造的根本
- 有另外一種做法
- 不用整流器
- 一種你們可能學過的方法是
- 可以讓磁場變化
- 到了這一點
- 然後關閉磁場 對吧？
- 或許你們在等著這種情況
- 直到轉動了180度
- 然後再把磁場打開 對吧？
- 這是一種可能性
- 但是這可能不那麽有效
- 因爲有半圈沒有受力
- 或者你們改變磁場的方向
- 或者另一種選項 不用整流器
- 或者你們用別的裝置
- 來改變磁場的方向
- 但是這可能是最簡單的方法
- 我認爲這讓你們知道一種通用的
- 電動機是怎麽做出來的方法
- 然後我們可以
- 在它的基礎上發明各種機器
- 但是所有的電動機都是
- 這個影片中的電動機的變形
- 學到一些有用的東西是不是很高興？
- 下個影片再見