小磁针静止时n极所指的方向

小磁针静止时指的是磁场方向,也就是磁感线的方向,磁场的方向是从N级出发指向S级,如果是地磁场,则N级指向地磁场的S级,地理的北极。磁感线由N极发出S极接受,构成一个封闭的圆弧形,同时磁感线不仅存在于外部,内部磁感线由S极向N极,因此小磁针静止时的N极指向取决于小磁针所在的位置(外部或内部)。

磁效应

1. 电流的磁效应
Hans Oersted 在 1820 年首次发现,当电流通过导线时,会在导线周围产生磁场。如果将罗盘针放在载流线附近,则会发现该针会向确定的方向偏转。如果导线中的电流方向相反,则针的偏转方向也相反。
AB是南北方向的导线,通过变阻器和敲击键与电池相连。罗盘针保持在电线正下方。当钥匙打开时,即没有电流通过导线时,针没有显示偏转并指向 NS 方向(即保持与导线平行),如图(a)所示。


当按下按键时,电流以 A 到 B 的方向通过导线(即从南到北,针的北极 ( N ) 如图 (b) 向西偏转。因此,电流(或移动电荷) )产生磁场,当通过反转电池的端子来反转导线中的电流方向时,针的北极向东偏转,如图(c)。

注意:如果罗盘指针保持在导线正上方,则偏转将如图 (d) 和 (e) 所示,方向 (e) 分别表示电流从 A 到 B 和从 B 到 A 的方向。
(a) 直线载
流导线产生的磁场 当电流通过导线时,它周围会产生磁场。可以通过小罗盘针或铁填充物来绘制由直线载流导线产生的磁场方向。
取一张中间有孔的光滑纸板。将其水平放置并垂直穿过孔中的电线,在纸板上撒一些铁填充物并通过电线通电。轻轻敲击纸板。我们发现铁填充物以同​​心圆围绕导线排列,如图所示。
如果在电路板上靠近电线的任何位置放置一个小罗盘针,则针的北极所指的方向给出了该点的磁场(即磁力线)的方向。

磁力线在导线附近形成同心圆,它们的平面垂直于直导体,它们的中心位于其轴上。如果导线中的电流方向反转,则力线的方向也反转。
随着导线中电流强度的增加,力线变得更密,铁填充物呈圆形排列,距离导线的距离更大,表明磁场强度增加。
(i) 由直载流导体产生的磁场的大小由距离为r 的真空中的无限长导体产生的磁场的大小(或磁场强度)B,由下式给出:- B
μ0一世2πr B =磁场强度      μ0= 真空渗透率(常数)
I = 电流(在导体中流动)和
r = 与导体的距离(测量磁场的位置)。
磁场B的单位是特斯拉,用符号T表示(1特斯拉等于1牛顿每安培每米)。真空渗透率μ0 是 4π×10——7特斯拉米每安培。
(ii) 磁场
方向由于电流流动产生的磁场方向(力线)可以通过以下规则知道:
(A) 麦克斯韦软木螺钉规则
想象一个右手的软木螺钉,其轴线重合与载流线。现在它被旋转,使其沿电流方向前进,螺杆旋转的方向给出了磁力线的方向。


(B) 右手拇指法则
如果我们用右手握住载流导体,使拇指指向电流方向,则手指沿磁力线方向环绕导线。

(C) 安培游泳法则
想象一个人沿着导线朝电流方向游动(这样电流从他的脚进入并在他的头部离开)面向保持在导线下方的磁针,然后产生的磁场这样针的北极就会偏向他的左手。

(b) 圆形线圈载流产生的磁场
一根弯曲成环(或线圈)形式的导线在环直径两端的两点 P 和 Q 处穿过水平纸板 C,然后然后一些铁填料散落在纸板上。线圈的末端通过变阻器和钥匙连接到电池。
当通过关闭钥匙使强电流通过线圈并轻轻敲击纸板时,我们会发现铁屑以一定的模式排列,代表了由于载流线圈产生的磁力线。

通过将右手拇指规则应用于线圈的每个部分来找到磁场的方向,我们发现同心力线以相同的方向穿过线圈。更进一步的是:
(i)  磁力线在电线附近几乎是圆形的。
(ii)在金属丝包围的空间内,力线方向相同。
(iii)在线圈中心附近,力线几乎平行,可以假设磁场 在中心周围的小空间内实际上是均匀的。
(iv)
在中心,力线沿着其轴线并与线圈平面成直角。
(五)
如果增加线圈的匝数或增加线圈中的 电流强度,则磁场强度会增加。
由于通过线圈的磁力线指向同一方向,因此线圈的一个面作为大面积的北极,因为它发出磁力线,而另一面作为大面积的南极因为磁力线正在进入它。因此,线圈的磁场类似于与线圈半径相同的磁化铁盘。
线圈表面的极性取决于电流方向,并由时钟规则决定。从线圈的表面看,如果表面周围的电流为逆时针方向,则该表面为北极,如果该表面的电流为顺时针方向,则该表面为南极。这可以使用罗盘针进行测试。

载流圆形导线在其中心产生的磁场B的大小为:
(i)与通过圆形导线的电流I成正比,
(ii)与圆形导线的半径r成反比。
即乙 我和乙 1r
磁场,B = μ0一世2r
当圆线只有一圈时,我们上面给出的公式适用。如果我们有N匝导线的圆形线圈,那么磁场将变成N倍。因此,在半径为r且承载电流为IN匝圆形线圈中心处的磁场由下式给出
=N×μ0×一世2r
由承载电流的圆形线圈产生的磁场与匝数 ( N ) 和电流 ( I ) 均成正比,但与其半径 ( r )成反比。因此,载流圆形线圈产生的磁场强度可以通过(i)增加线圈中的线匝数,(ii)增加通过线圈的电流和(iii)减小半径来增加线圈。
(c) 电磁线圈承载电流产生的磁场
如果将导线缠绕成圆柱形线圈,其直径与长度相比较小,则该线圈称为螺线管(它看起来像螺旋弹簧)。
电流通过的螺线管中的磁力线如图所示。

由此产生的磁场与条形磁铁的磁场非常相似,线圈的一端像磁北极,而另一端像南极。
螺线管内的力线几乎是直的并平行于螺线管的轴线。
增大电流强度可以获得强磁场。
如果给定长度的螺线管中的匝数增加,则磁场会增加。
如果软铁芯沿螺线管的轴线保持,磁场也会增加。
因此,载流螺线管就像一个两端固定极性的条形磁铁小磁针静止时n极所指的方向

载流螺线管产生的磁场强度取决于:
(i) 螺线管的匝数:螺线管的匝数越大,产生的磁场越大。
(ii) 螺线管中的电流强度:通过螺线管的电流越大,产生的磁场就越强。
(iii) 用于制造螺线管的“磁芯材料”的性质:在螺线管中使用软铁棒作为磁芯产生最强的磁体。
螺线管内的磁场为:
B =μ0I        [这里是每单位长度的匝数]
在螺线管末端的磁场:
结尾=12μ0

2. 永久磁铁和临时磁铁
给定的铁片保持磁性的程度完全取决于它的构造。钢的保留量最大,而软铁的保留量最少。因此,钢片用于制备永磁体,而软铁用于制备临时磁体,即只要电流在磁化线圈中流动就保持其磁性的磁体。一旦电流关闭,它们就会失去磁性。这种磁铁被称为电磁铁。
(a) 电磁铁
电流可用于制造称为电磁铁的临时磁铁。由于电磁铁是利用电流的磁效应工作的。当电流通过称为螺线管的长线圈时,会产生磁场。已经发现,如果将称为铁芯的软铁棒放置在螺线管内,则磁场强度会变得非常大,因为铁芯会被感应磁化。这种螺线管和软铁芯的组合称为电磁铁。
根据使用目的,电磁体可以制成不同的形状和尺寸。
影响电磁铁强度的因素有:
(i) 线圈匝数:如果我们增加线圈的匝数,电磁铁的强度就会增加。
(ii) 线圈中流过的电流:如果线圈中的电流增加,电磁铁的强度就会增加。
(iii) 两极之间的空气长度:如果我们减少电磁铁两极之间的气隙长度,那么它的强度就会增加。
例如,直条形电磁铁的极间气隙很大,因此条形电磁铁的强度不是很大。一个祖国的U形电磁铁两极之间的气隙很小,所以它是一种很强的电磁铁。
电磁铁用于电铃、电报、电话和其他几种仪器。由于磁化强度取决于流过线圈的电流,因此可以通过增加电流来获得非常强大的电磁体。
软铁很容易被弱磁场磁化,而钢只能被强磁场磁化。
磁化软铁所需的能量更少。软铁会立即失去磁性,而钢则保留磁性。
(b) 条形磁铁(或永久磁铁)与电磁铁的区别

编号 条形磁铁(或永久磁铁) 电磁铁
(1) 条形磁铁是永磁体。

 

电磁铁是一种临时磁铁。它的磁性仅在电流通过它的持续时间内存在,因此可以根据需要打开或关闭电磁铁的磁性。
(2) 永磁体产生的吸引力相对较弱。 电磁铁可以产生非常强的磁力。

 

(3) 永久磁铁的强度无法改变。 可以通过改变线圈的匝数或改变通过它的电流来改变电磁体的强度。
(4) manget永久物的(南北)极性是固定的,不能改变。 可以通过改变线圈中电流的方向来改变电磁铁的极性。

永磁体通常由合金制成,例如碳钢、铬钢、钴钢、钨钢、nipermag 和 alonico。Nipermag 是铁、镍、铝和钛的合金,而 ALNICO 是铝、镍和钴的合金。这些合金制成的永磁体比普通钢制成的永磁体强得多,这种强永磁体用于麦克风、扬声器、电钟、电流表、电压表、速度计和许多其他设备。

(c) 永久磁铁
去磁的方法(i)磁铁可以通过以下方式去磁:
(A)自退磁,如果磁铁在不使用磁性保持器的情况下大步前进。
(B)从高处跌落或粗暴处理。
(C)加热或锤击磁铁。
(ii)磁铁可以通过将其置于螺线管内并使高频交流电通过它来消磁。

3.
磁性在医学上的应用 电流总是会产生磁场。即使是沿着我们体内神经细胞传播的微弱离子流也会产生磁场。
当我们触摸某物时,我们的神经会向我们需要使用的肌肉传递电脉冲。脉冲产生临时磁场。这些磁场非常微弱,是地球磁场的十亿分之一。心脏和大脑是人体的两个主要器官,产生的磁场非常重要。身体内部的磁场构成了获取不同身体部位图像的基础。这是通过使用一种称为磁共振成像 (MRI) 的技术来完成的。对这些图像的分析有助于医学诊断。因此,磁性在医学上有重要用途。
4. 磁力
(a) 磁场中载流导体上的力
奥斯特发现电流产生磁场并对磁铁施加力后,安培立即提出磁铁也必须对载流导体施加相等和相反的力。当载流导体保持在磁场中(不与其平行)时,就会有一个力作用在它上面。这种力是由于导体中电流的磁场与导体上的外部磁场相互作用而产生的。由于这种叠加,导体一侧的合成磁场比另一侧弱。因此导体在一个方向上受到一个合力。
拿一根小铝棒AB。通过支架上的两根连接线将其水平悬挂。现在,放置一个强大的马蹄形磁铁,使磁棒位于两个磁极之间,磁场朝上。如果现在有电流通过从 B 到 A 的道路,我们将观察到杆发生位移。这种位移是由作用在载流杆上的力引起的。磁铁在杆上施加一个向右指向的力,结果杆将向右偏转。如果我们反转电流或交换磁铁的磁极,杆的偏转将反转,从而表明作用在其上的力的方向反转。这说明电流的方向、磁场和导体的运动之间存在着关系。

(b) 载流导体
上的力方向 通过弗莱明左手定则获得的力方向。
弗莱明左手法则:
如图所示,将左手的食指、中指和拇指相互垂直伸展。如果食指指示磁场方向,中指指示电流方向,那么拇指将指示导体上的运动方向(即力)。

c) 力的大小
实验发现,作用在保持在垂直于磁场方向的磁场中的载流导体上的力的大小取决于以下因素:
(i)力 F 与导体中流动的电流,即 FI.
(ii)力 F 与磁场强度成正比,即 FB.
(iii)力 F 与导体(磁场内部)的长度成正比,即 F ∝ 结合这些我们得到,F ∝ IB  或 F = KIB 
其中K是常数,其值取决于单位的选择。在 SI 单位中,K = 1,磁场单位是特斯拉 (T)。1 特斯拉等于 1 牛顿安培-1-1或 1 韦伯米-2
力与罪成正比θ其中 是电流与磁场方向的夹角。即 F ∝ sinθ
结合我们所有的 F = BI  罪θ      或者    F=一世(×)
特殊情况:(i)
θ=0°   或者  180°,   θ=0 F=0
与磁场平行或蚂蚁平行放置的载流导体上的力为零。
(ii)
如果θ=90°, 罪 90 0 = 1, F = BI  是最大的力。当垂直于磁场放置时,导体所承受的力最大。
(iii)
 I of B = 0, F = 0 即放置在无场区域的线圈不会受到任何力。
磁场中的移动电荷(运动方向不平行于磁场方向)会受到一种称为洛伦兹力的力。由于电流是由电荷流动引起的,因此承载电流的导体将受到力。
 作用在放置在磁场中的载流导体上的力是:
F = BI
现在,如果电荷Q在时间 t 内流动,那么电流 I=. 所以,写 代替上式中的 I,
我们得到:F=××
假设携带电荷Q的粒子移动了一段距离 在时间t。那么带电粒子的速度v将等于 . 用 v 代替 在上面的方程中,我们得到:
运动电荷的力,F = B × q × v
其中 B = 磁场的大小,Q = 运动粒子上的电荷,v = 带电
粒子的速度(以米/秒为单位)。在矢量符号中 F=(v×)

5. 电磁感
应当电流通过导体时,导体周围会产生磁场。法拉第认为,由于磁场是由电流产生的,所以应该有可能由磁场产生电流。据他介绍,只要与导体相关的磁力线发生变化,就会在导体的末端产生电动势 (emf),只要发生变化,该电动势就会持续存在。这种现象称为电磁感应。
(a) Faraday's Experiments 法拉第实验
将绝缘铜线缠绕在木圆柱体上以形成螺线管线圈。将线圈的两端连接到检流计的中心。磁铁沿线圈轴放置。
(一世)当磁铁静止时,检流计没有偏转。指针读数为零,如图(A)所示。
(ii)当磁铁的北极靠近线圈时,电流以图 (B) 所示方向在线圈中流动,检流计显示向右偏转。

(iii)如果我们停止磁铁的运动,则检流计的指针会到零位置,如图(C)所示。因此,只要磁铁在移动,线圈中的电流就会流动。如果将磁铁从线圈中取出,电流再次在线圈中流动,但方向与图 (D) 所示相反,因此检流计的指针偏向左侧。
(iv)如果将磁铁的南极引向线圈,则线圈中的电流流向与图 (E) 所示方向相反,因此检流计的指针向左偏转。
(v)如果磁铁保持静止而线圈移动,则在检流计中观察到类似的偏转。

从这个实验法拉第得出结论:
(i)只有当线圈和磁铁之间存在相对运动时,检流计才会显示偏转(即线圈中的电流)。
(ii)
如果运动方向反转,则偏转方向也反转。
(iii)
线圈中的电流值(即指针的偏转)增加:
(A)磁铁或线圈的快速运动。
(二)使用强力磁铁
(C)增加线圈的面积和匝数。
当磁铁和线圈相对静止时,由于磁铁通过线圈的磁力线总数(即与线圈相连的磁通量)保持不变,因此线圈和检流计中没有感应电动势显示没有偏转。
当线圈与磁铁发生相对运动时,与线圈相连的磁通量发生变化。如果将线圈移向磁铁,则通过线圈的磁通量会增加,如图 3 所示。由于与线圈相连的磁通量发生变化,线圈中会感应出电动势。如果线圈的电路闭合,则该电动势会导致电流流动。

(b) 法拉第电磁感应定律
法拉第公式化了以下两个电磁感应定律:
(i)每当与导体相连的磁通量发生变化时,电动势就会产生。被诱导。只要导体切割的磁通量发生变化,感应电动势就会持续。
(ii)感应电动势的大小与被导体切割的磁通量的变化率成正比。如果磁通量的变化率保持一致,则会感应出稳定的电动势。如果导体电路是闭合的,由于两端感应的电动势,电流会在导体中流动。
(c) 感应电动势的方向

感应电动势的方向(以及感应电流的方向)可以通过以下任何规则获得:
(i)弗莱明右手定则
(ii)楞次定律
(i) 弗莱明右手定则:
伸展拇指、中指和你右手的食指相互垂直,如图所示。如果食指指示磁场的方向,拇指指示导体的运动方向,则中指将指示感应电流的方向。

(ii) 楞次定律:该定律告诉我们电路中感应电流的方向。
根据楞次定律,感应电流将出现在与引起其产生的(磁通量)变化相反的方向上。
该定律涉及感应电流,这意味着它仅适用于闭合电路。如果电路是开路的,我们会找到感应电动势的方向。
例如,在图中,当磁铁向回路移动时,回路中会感应出电流。感应电流产生其自身的磁场,其磁偶极矩定向以抵抗磁铁的运动。因此感应电流必须是逆时针方向,如下图所示。

6. 发电机
这是利用电磁感应原理将机械能转化为电能的分水器。它有两种类型:
交流发电机或发电机
当线圈(导体)在磁场中旋转时,与其相连的磁通量发生变化,因此在线圈中感应出交变电动势。
结构:发电机的主要部件是:-
(i) 场磁铁:它是一种强力的马蹄铁永磁体。由直流电源驱动的电磁铁也可用于大功率发电机。
(ii) 电枢: 它是一种软铁芯,其上缠绕了具有大量绝缘铜线匝数的线圈 ABCD。该电枢(或线圈)在磁极之间的磁场中快速旋转。
(iii) 滑环:电枢(或线圈)的末端连接到两个同轴的金属滑环1  2与线圈一起旋转。
(iv) 刷子: 两把刷子1 和 2 由碳制成,压在滑环上 1 和 2 分别。外电路(即负载)连接在有刷的另一端之间。拉丝的1 和 2 不要随线圈一起旋转。
交流发电机的工作
假设发电机线圈 ABCD 最初处于水平位置。再次假设线圈 ABCD 在马蹄型磁铁的 N 极和 S 极之间以逆时针方向旋转。
(一世)当线圈沿逆时针方向旋转时,线圈的 AB 侧向下移动,切断磁铁 N 极附近的磁力线,CD 侧向上移动,切断磁铁 S 极附近的磁力线. 由于这种感应电流在线圈的 AB 侧和 DC 侧产生。将弗莱明右手定则应用于线圈的AB侧和DC侧,我们发现电流的方向为B到A和D到C。因此,线圈两侧的感应电流相同方向,我们在 BADC 方向上得到一个有效的感应电流。
(二)转半圈后,线圈的AB侧和DC侧将互换位置。AB 侧将出现在右侧,DC 侧将出现在左侧。因此,转半圈后,AB 侧开始向上移动,DC 侧开始向下移动。结果,线圈每侧的感应电流方向在旋转半圈后反转。由于线圈中感应电流的方向在转半圈后反转,因此线圈两端的极性(正负极)也在转半圈后发生变化。在旋转的前半部分为正的线圈末端在后半部分变为负。革命前半段消极的结局在革命后半期变成积极的。因此,线圈旋转 1 圈,电流方向改变 2 次。
印度生产的交流电 ( AC ) 的频率为 50 Hz。也就是说,线圈以每秒 50 转的速度旋转。由于线圈旋转1圈,电流方向改变2次,所以线圈旋转50圈,电流方向改变2×50 = 100次。因此,印度的交流电源在 1 秒内改变方向 100 次。另一种说法是印度产生的交流电每 1/100 秒改变一次方向。也就是说,线圈的每个端子在 1/100 秒内为正 (+),在接下来的 1/100 秒内为负 (-)。

每转半圈后,发电机线圈的每一侧开始在磁场中沿相反方向移动。最初向上移动的线圈一侧,旋转半圈后,它开始向下移动。由于线圈两侧在磁场中每半圈运动方向发生变化,因此它们中产生的电流方向也每半圈发生变化。
(b) 直流发电机(或直流发电机)
“直流发电机”是指“方向电流发电机”。即直流发电机产生直流电
直流发电机的结构:
一个简单的直流发电机由一个矩形线圈ABCD组成,它可以在一个强力马蹄形磁铁M的南北两极之间快速旋转。
发电机线圈由多匝绝缘铜线制成。线圈两端接两个铜半环(或开口环)电阻1 和 电阻2 换向器。有两个碳刷1 和 2 轻轻压在两个半环上。当线圈旋转时,两个半环电阻1 和 电阻2 触摸两个碳刷 2 和 2 逐个。因此,旋转线圈中产生的电流可以通过换向器半环分接到碳刷中。从碳刷1 和 2. 我们可以将电流引入各种电器,如收音机、电视、电熨斗、灯泡等。

直流发电机的工作
假设发电机线圈 ABCD 初始处于水平位置。再次假设线圈 ABCD 在马蹄型磁铁的 N 极和 S 极之间以逆时针方向逆时针旋转。
(一世)当线圈沿逆时针方向旋转时,线圈的AB侧向下移动,切断磁铁N极附近的磁力线,DC侧向上移动,切断磁铁S极附近的磁力线图中。因此,在线圈的AB侧和DC侧产生感应电流。将弗莱明右手定则应用于线圈的 AB 侧和 DC 侧,我们发现它们中的电流分别沿 B 到 A 和 C 的方向。因此,我们得到了 BADC 方向的有效感应电流。由于这个原因,电刷B 1变成发电机的正(+)极并且电刷B 2变成发电机的负(-)极。
(二)旋转半圈后,线圈的 AB 侧和 DC 侧将互换位置。AB 侧将出现在右侧并开始向上移动,而 DC 侧将出现在左侧并开始向下移动。但是当线圈两侧互换位置时,​​两个换向器半环电阻1 和 电阻2自动将其触点从一个碳刷更改为另一个。由于这种变化,电流在电路中保持相同的方向流动。特刷1 将始终保持正极端子和刷子 2将始终保持发电机的负极端子。因此,直流发电机通过使用由两个半铜环组成的换向器在一个方向上提供电流。
直流发电机和交流发电机之间的区别
在直流发电机中,我们将线圈的两端连接到由两个半铜环组成的换向器。另一方面,在交流发电机中,我们将线圈的两端连接到两个称为滑环的全铜环。
7.电动马达
电动机是一种将电能转化为机械能的装置。每个电机都有一个轴或主轴,当电流进入时,轴或主轴会连续旋转。其轴的旋转用于驱动家庭和工业中的各种类型的机器。电动机用于电风扇、洗衣机、冰箱、搅拌机和研磨机等许多电器。普通电动机使用直流电工作。所以,它也被称为直流电机,意思是“直流电机”/我们现在要讨论的电动机实际上是直流电机。
(a) 电机原理
电动机利用电流的磁效应。电动机的工作原理是,将矩形线圈置于磁场中并通过电流时,会不断地作用于旋转的线圈上。当线圈旋转时,连接到它的轴也旋转。通过这种方式,提供给电机的电能被转换为旋转的机械能。
(b) 马达的构造
电动机由绝缘铜线的矩形线圈 ABCD 组成,缠绕在称为电枢的软铁芯上。为简单起见,图中未显示软铁芯。线圈安装在U形永磁体的弯曲磁极之间,使其可以在N极和S极之间旋转。线圈的两端永久焊接(或焊接)到两个半环X和Y 的换向器。

换向器是一个铜环,分为 X 和 Y 两部分,这两部分相互绝缘并安装在电机轴上。
线圈的 A 端焊接到换向器的 X 部分,线圈的 D 端焊接到换向器的 Y 部分。换向器环安装在线圈的轴上,当线圈旋转时它们也旋转。
换向器环的作用是使线圈在旋转过程中每次刚好通过垂直位置时通过线圈的电流方向反转。
我们不能将电池线直接连接到两个换向器的半环以将电流传递到线圈中,因为如果我们这样做,那么当线圈旋转时,连接线会扭曲。因此,为了将电流传递到线圈,我们使用了两个称为电刷的碳带 P 和 Q。碳刷P和Q固定在电机底座上,轻轻压在换向器的两个半环上。碳刷的作用是与换向器的旋转环接触,并通过它们向线圈提供电流。需要注意的是,任何一个电刷一次只能接触一个环,这样当线圈旋转时,两个电刷会一一接触两个环。
(c) 马达的工作
假设最初线圈 ABCD 处于如图所示的水平位置。在按下开关时,电流通过碳刷 P 和换向器半环 X 进入线圈。电流沿 ABCD 方向流动,并通过环 Y 和电刷 Q 离开。
(i)在线圈的 AB 侧,电流方向是从 A 到 B,磁场方向是从 N 到 S 极。因此,通过将弗莱明的左手定则应用于线圈的边 AB,我们发现它将受到向上方向的力。
(二)在线圈的直流侧,电流方向从C到D,但磁场方向从N极到S极保持不变,如图所示。因此,通过将弗莱明的左手定则应用于线圈的直流侧,我们发现了这一点。它将受到向下方向的力。
(iii)我们发现作用在线圈 AB 侧的力是向上的,而作用在线圈 DC 侧的力是向下的。作用在线圈两侧的这两个相等、相反和平行的力形成一对(扭矩)并使线圈沿逆时针方向旋转。
(四)旋转时,当线圈到达垂直位置时,电刷 P 和 Q 会接触到两个换向环之间的间隙,从而切断线圈的电流。虽然当线圈处于精确的垂直位置时,线圈的电流被切断,但线圈不会停止旋转,因为它已经获得了超出垂直位置的动量。
(五)当线圈超出垂直位置时,两个换向器的半环自动从一个电刷转换到另一个电刷。这会反转通过线圈的电流方向,进而反转作用在线圈两侧的力的方向。线圈的 AB 侧现在是左侧,受到向下的力,而线圈的 DC 侧将在右侧,受到向上的力。在这个位置,也有一对作用在线圈上,使线圈沿相同方向(逆时针方向)旋转。这个过程一次又一次地重复,只要有电流通过,线圈就会继续旋转。这就是电动机的工作原理。