为什么“欧姆定律”在电动机正常工作时不再适用

贵州省毕节市金沙县思源实验学校 王代祥

我将从发电机和电动机的关系入手，分析为什么欧姆定律在电动机正常工作时不再适用。

一、发电机

发电机（英文名称：Generators）是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。

发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。

发电机工作的时候，是外力使发电机的线圈在磁场中做切割磁感线运动，线圈中的电荷随线圈一起在磁场中运动，从而线圈中的电荷就会受到洛伦兹力的作用但是又不能离开线圈，故在线圈中沿导线做定向运动从而在线圈里面产生感应电流。

二、电动机

电动机（Motor）是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈（也就是定子绕组）产生旋转磁场并作用于转子（如鼠笼式闭合铝框）形成磁电动力旋转扭矩。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。

给电动机通电，线圈中的电流会受到磁场对它的安培力的作用，从而使电动机的线圈在磁场中转动起来。而电动机的线圈在转动的过程中也会像发电机一样，会在线圈中产生感应电流。

三、关系

根据楞次定律（感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因）可知，感应电流的方向将与引起感应电流的原电流的方向相反。从而在线圈中将存在两种电流：一种是原来我们给电动机通入的电流，称为“原电流”；另一种是线圈在切割磁感线的过程中产生的感应电流。电动机工作的时候，当然是原电流大于感应电流。这时，线圈中的实际电流将是两种电流的综合，即实际电流的大小等于原电流的大小减去感应电流的大小。

而实际电流的计算可以根据欧姆定律算出。若已知电动机两端所加的电压为U，电动机线圈的电阻为r，则线圈中的原电流

感应电流为I感。

电动机正常工作时线圈中的实际电流：

而三者的关系是I感=I原-I实。

例题：有一台“220V、100W”的洗衣机，由于使用不当，造成电机卡死，电动机的温度升高而被烧坏，从出产厂家得知，这种电动机内的线圈的阻值是2Ω，则：

(1)这台洗衣机正常工作时，1min耗电多少?

(2)电动机正常工作时，1min产生的热量是多少?

(3)电动机被卡死后，1min产生了多少热量?

根据题目的已知条件：额定电压U=220V，额定功率P=100W，线圈的阻值是2Ω。

电动机正常工作时的电流

电动机卡死时，电路为纯电阻电路，线圈中的电流为原电流I则线圈中的感应电流I感=I原-I实＝11A－0.45A＝109.55A。

其实原电流不管是正常工作时还是卡死时都存在的，只不过正常工作时有感应电流与原电流方向相反从而使得线圈中的实际电流远小于电动机被卡死时线圈中的电流即原电流。所以线圈在卡死时容易被烧坏而正常工作时不易被烧坏。

总结：电动机在被卡死的时候，电能全部转化成内能，电路为纯电阻电路，线圈中的电流就由欧姆定律求出；电动机正常工作时，由于线圈在转动而产生的感应电流与原电流方向相反而使线圈中的实际电流远小于原电流，电能一部分转化成了内能，另一部分还转化成了机械能。此时不能再用欧姆定律求线圈中的电流。

故电动机正常工作时欧姆定律不适用。