電動機同發電機運作原理

電動機（Electric motor），又稱為馬達或電動馬達，是一種將電能轉化成機械能，並可再使用機械能產生動能，用來驅動其他裝置的電氣設備。
電動機種類非常繁多，但可大致分為交流電動機及直流電動機以用於不同的場合。

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此圖中旋轉磁場是由三個不同相位線圈產生的磁場矢量形成目錄 [隱藏]1 交流馬達與直流馬達比較2 原理3 基本構造4 發展歷史5 應用發展6 用途7 附加資料7.1 術語8 參看9 參考資料
[編輯] 交流馬達與直流馬達比較直流電動機（DC Motor）的好處為在控速方面比較簡單，只須控制電壓大小已可控制共轉速，但此類電動機不宜在高溫、易燃等環境下操作，而且由於電動機中需要以碳刷作為電流變換器（Commutator）的部件（有刷馬達），所以需要定期清理炭刷磨擦所產生的污物。無碳刷之馬達稱為無刷馬達，相對於有刷，無刷馬達因為少了碳刷與軸的摩擦因此較省電也比較安靜。製作難度較高、價格也較高。交流電動機（AC Motor）則可以在高溫、易燃等環境下操作，而且不用定期清理碳刷的污物，但在控速上比較困難，因為控制交流電動機轉速須要控制交流電的頻率，控制其電壓只會影響電動機的扭力。一般民生使用馬達之電壓有 110V和220V等兩種，在工業應用還有380V或440V等型態。
[編輯] 原理馬達的旋轉原理的依據為佛來明左手定則，當一導線置放於磁場內，若導線通上電流，則導線會切割磁力線使導線產生移動。電流進入線圈產生磁場，利用電流的磁效應，使電磁鐵在固定的磁鐵內連續轉動的裝置，可以將電能轉換成力學能。與永久磁鐵或由另一組線圈所產生的磁場互相作用產生動力直流馬達的原理是定子不動，轉子依相互作用所產生作用力的方向運動。交流馬達則是定子繞組線圈通上交流電，hi 產生旋轉磁場，旋轉磁場吸引轉子一起作旋轉運動
以下為直流電動機的工作原理圖:

圖片參考：http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e6/Electric_motor_cycle_1.png/120px-Electric_motor_cycle_1.png
此為一個簡單的直流電（D.C.）電動機。當線圈通電後，轉子周圍產生磁場，轉子的左側被推離左側的磁鐵，並被吸引到右側，從而產生轉動。

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轉子依靠慣性繼續轉動。

圖片參考：http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/59/Electric_motor_cycle_3.png/120px-Electric_motor_cycle_3.png
當轉子運行至水平位置時電流變換器將線圈的電流方向逆轉，線圈所產生的磁場亦同時逆轉，使這一過程得以重複。
直流馬達的基本構造包括「電樞」、「場磁鐵」、「集電環」、「電刷」。
電樞:可以繞軸心轉動的軟鐵芯纏繞多圈線圈。場磁鐵:產生磁場的強力永久磁鐵或電磁鐵。集電環:線圈約兩端接至兩片半圓形的集電環，隨線圈轉動，可供改變電流方向的變向器。每轉動半圈（180度），線圈上的電流方向就改變一次。電刷:通常使用碳製成，集電環接觸固定位置的電刷，用以接至電源。
[編輯] 基本構造電動機的種類很多，以基本結構來說，其組成主要由定子（Stator）和轉子（Rotor）所構成。
定子在空間中靜止不動，轉子則可繞軸轉動，由軸承支撐。
定子與轉子之間會有一定空氣間隙，以確保轉子能自由轉動。
定子與轉子繞上線圈，通上電流產生磁場，就成為電磁鐵，定子和轉子其中之一亦可為永久磁鐵。



發電機是把動能轉化成電能的裝置。通過原動機先將各類一次能源蘊藏的能量轉換為機械能，然後通過發電機轉換為電能，經輸電、配電網絡送往各種用電場合。發電機與電動機原理基本一樣，分別在能量轉化的方向不同。

[編輯] 類型由於一次能源形態的不同，可以製成不同的發電機。
利用水利資源和水輪機配合，可以製成水輪發電機；由於水庫容量和水頭落差高低不同，可以製成容量和轉速各異的水輪發電機。利用煤、石油等資源，和鍋爐，氣輪機配合，可以製成汽輪發電機，這種發電機多為高速電機(3000rpm)。此外還有利用風能、原子能、地熱、潮汐等能量的各類發電機。此外，由於發電機工作原理不同又分作直流發電機，異步發電機和同步發電機。目前在廣泛使用的大型發電機都是同步發電機。

電動機是輸入電能輸出動能，發電機則輸入動能而輸出電能。 .... （一）線性電動機： 英文名為Linear Motor，此電機之運作方式為線性移動而非一般電機之旋轉動作，結構上......................http://ap6.pccu.edu.tw/encyclopedia/data.asp?id=9360&nowpage=1

發展歷史

直流馬達(direct current, DC motor)可以說是最早發明能將電力轉換為機械功率的電動機，它可追溯到Michael Faraday所發明的碟型馬達。法拉第(Faraday)的原始設計其後經由迅速的改良，到了1880年代已成為主要的電力機械能轉換裝置，但之後由於交流電的發展，而發明了感應馬達與同步馬達，直流馬達的重要性亦隨之降低。直到約1960年，由於SCR的發明、磁鐵材料、碳刷、絕緣材料的改良，以及變速控制的需求日益增加，再加上工業自動化的發展，直流馬達驅動系統再次得到了發展的契機，到了1980年直流伺服驅動系統成為自動化工業與精密加工的關鍵技術。
直流電動機基本原理


圖片參考：http://pemclab.cn.nctu.edu.tw/peclub/W3cnotes/cn07/IMG00025.GIF


磁場線圈不同繞線式直流馬達扭矩轉速曲線的比較

圖片參考：http://pemclab.cn.nctu.edu.tw/peclub/W3cnotes/cn07/IMG00030.GIF

http://emotors.ncku.edu.tw/motor_learn/elearning/motor/2/lecture_2.1.pdf
直流電動機反過來就是直流發電機