怎樣克服反電動(dòng)勢(shì)和利用反電動(dòng)勢(shì)

直流電動(dòng)機(jī)最初起動(dòng)時(shí)，勵(lì)磁繞組建立一個(gè)磁場(chǎng)，電樞電流產(chǎn)生另一個(gè)磁場(chǎng)，兩磁場(chǎng)相互作用，起動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。電樞繞組在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)，因此產(chǎn)生發(fā)電機(jī)效應(yīng)。實(shí)際上旋轉(zhuǎn)電樞產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，與電樞電壓極性相反，這種自感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為反電動(dòng)勢(shì)。emf通常表示電動(dòng)勢(shì)，但由于它不是物理意義上的“力”，所以起不到任何幫助，但反電動(dòng)勢(shì)仍然在電動(dòng)機(jī)里作為自感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)應(yīng)用。反電動(dòng)勢(shì)也稱(chēng)為反抗電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)勻速運(yùn)行時(shí)可以顯著地減小電樞電流。

怎樣克服反電動(dòng)勢(shì)和利用反電動(dòng)勢(shì)

根據(jù)電磁定律，當(dāng)磁場(chǎng)變化時(shí)，附近的導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其方向符合法拉第定律和楞次定律，與原先加在線圈兩端的電壓正好相反，這個(gè)電壓就是反電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁力線產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電勢(shì)，其方向與外加電壓相反，故稱(chēng)為電機(jī)“反電動(dòng)勢(shì)”。

電路中存在多個(gè)電源時(shí)可能出現(xiàn)反電動(dòng)勢(shì)。比如同一導(dǎo)軌回路上的兩根金屬棒切割磁場(chǎng)的速度不等，有可能出現(xiàn)反電動(dòng)勢(shì)；動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)同時(shí)存在時(shí)可能出現(xiàn)反電動(dòng)勢(shì)。對(duì)線圈而言，其中的通電電流發(fā)生變化時(shí)就會(huì)在線圈的兩端產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)。比如LC振蕩電路中電感線圈兩端電壓的變化與反電動(dòng)勢(shì)緊密聯(lián)系；電動(dòng)機(jī)線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，反電動(dòng)勢(shì)也伴隨產(chǎn)生了。

電動(dòng)機(jī)的原理初中就能理解，是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，通電的線圈在磁場(chǎng)里受到磁場(chǎng)對(duì)它的安培力的作用，使得線圈繞軸旋轉(zhuǎn)。安培力是線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力來(lái)源。如果我們只看到安培力的動(dòng)力作用，電動(dòng)機(jī)的線圈會(huì)不斷地加速，這顯然是不可能的，因?yàn)槊總€(gè)電動(dòng)機(jī)都有一個(gè)最大的轉(zhuǎn)速。這個(gè)最大的轉(zhuǎn)速是如何形成的呢？

通電瞬間線圈幾乎不動(dòng)而電流最大，安培力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩遠(yuǎn)大于阻力矩，線圈開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)它就開(kāi)始切割磁感線，在線圈中產(chǎn)生一個(gè)“反向電動(dòng)勢(shì)E反”，與加載在線圈外部的電勢(shì)差U（外部電源提供）相反，起減小電流的作用。開(kāi)始時(shí)刻反向電動(dòng)勢(shì)很小，電流很大，安培力的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩較大，轉(zhuǎn)速逐漸加大。隨著轉(zhuǎn)速的加大，反向電動(dòng)勢(shì)增大，線圈中的電流也就減小了，安培力的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩減小到與阻力矩抗衡時(shí)就是電動(dòng)機(jī)的最大速度的時(shí)候。

1、電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)決定因素

1） 轉(zhuǎn)子角速度

2） 轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)

3） 定子繞組的匝數(shù)當(dāng)電機(jī)設(shè)計(jì)完畢，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)與定子繞組的匝數(shù)都是確定的。因此位移決定反電動(dòng)勢(shì)的因數(shù)是轉(zhuǎn)子角速度，或者說(shuō)是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，隨著轉(zhuǎn)子速度的增加，反電動(dòng)勢(shì)也隨之增加。

2、克服反電動(dòng)勢(shì)

通常情況下，只要存在電能與磁能轉(zhuǎn)化的電氣設(shè)備中，在斷電的瞬間，均會(huì)有反電動(dòng)勢(shì)，反電動(dòng)勢(shì)有許多危害，控制不好，會(huì)損壞電氣元件。

克服反電動(dòng)勢(shì)最簡(jiǎn)單有效的方法，是在線圈兩端反向并聯(lián)一支二極管，當(dāng)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)時(shí)，電流通過(guò)二極管釋放，從而保護(hù)控制元件。

這是從大禹治水的方法中學(xué)到的，對(duì)于洪水，要疏導(dǎo)，讓它流入大海，而不是堵，堵是堵不住的。采用上述方法以后，磁能轉(zhuǎn)化為電能，電能又全部轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)掉了。

3、利用反電動(dòng)勢(shì)

反電動(dòng)勢(shì)也是有很多用處的，某些情況下是可以有效利用起來(lái)的，下面通過(guò)介紹延時(shí)繼電器工作原理介紹反電動(dòng)勢(shì)的有效利用。

圖示：延時(shí)繼電器構(gòu)成原理圖

圖示是生產(chǎn)中常用的一種延時(shí)繼電器的示意圖。鐵芯上由兩個(gè)線圈A和B。線圈A跟電源連接，線圈B的兩端接在一起，構(gòu)成一個(gè)閉合電路。在拉開(kāi)開(kāi)關(guān)S的時(shí)候，彈簧K并不能立即將銜鐵D拉起，從而使觸頭C（連接工作電路）立即離開(kāi)，過(guò)一段時(shí)間后觸頭C才能離開(kāi)；延時(shí)繼電器就是這樣得名的。

拉開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)使線圈A中電流變小并消失時(shí)，鐵芯中的磁通量發(fā)生變化（減?。?，從而在線圈B中激起感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙原磁場(chǎng)的減小，這樣，就使鐵芯中磁場(chǎng)減弱得慢些，因此彈簧K不能立即將銜鐵拉起。

注意事項(xiàng)

1、如果電動(dòng)機(jī)工作中由于機(jī)械阻力過(guò)大而停止轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)沒(méi)有了反電動(dòng)勢(shì)，電阻很小的線圈直接接在電源兩端，電流會(huì)很大，很容易燒毀電動(dòng)機(jī)。

2、當(dāng)電動(dòng)機(jī)所接電源電壓比正常電壓低很多時(shí)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)線圈也不轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)反電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，電動(dòng)機(jī)也很容易燒壞。

反電動(dòng)勢(shì)也是有很多用處的，比如在CRT電視機(jī)中的行場(chǎng)回掃線消隱電路，便是用的行場(chǎng)逆程脈沖，也就是行場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線圈的反電動(dòng)勢(shì)。