电流、磁场和力的基础回顾

　　在深入探讨电机原理之前，有必要回顾一下关于电流、磁场和力的基本定律与法则。这些知识虽然可能让人感觉有些熟悉，但对于不常使用磁性元器件的人来说，很容易遗忘。

　　电机旋转原理详解

　　电机的旋转原理是基于电流、磁场和力之间的相互作用。当导线框为矩形时，需要考虑作用在电流上的力。

　　作用于边 a、c 部分的力 F 为：此处插入力 F 的公式图片，这个力会产生以中心轴为心轴的转矩。
　　例如，当考虑旋转角度仅为 θ 的状态时，与 b 和 d 成直角作用的力为 sinθ，因此 a 部分的转矩 Ta 由以下公式表示：此处插入转矩 Ta 的公式图片。以相同的方式考虑 c 部分，则转矩加倍，终生成由以下公式计算出来的转矩： 此处插入终转矩公式图片。
　　由于矩形的面积为 S＝hl，将其代入上述公式可得出以下结果：此处插入代入面积后的公式图片。这个公式不仅适用于矩形，也适用于圆形等其他常见形状。电机正是利用了这一原理实现旋转。
　　电机的发电原理
　　电机不仅可以将电能转换为动力实现旋转运动，还能够通过电磁感应将机械能（运动）转换为电能，即具备发电作用。虽然提到发电，人们通常会想到专门的发电机，但其实电机的发电原理与之相同，基本结构也相似。简单来说，电机可以通过使电流流经引脚而获得旋转运动，反之，当电机的轴旋转时，在引脚之间会有电流流过。
　　电机的发电作用

　　电机的发电依赖于电磁感应，相关定律（法则）和发电作用可以通过以下图示来说明。

　　左图显示电流按照弗莱明右手定则流动。当导线在磁通中运动时，会在导线中产生电动势并且有电流流动。中间的图和右图表示按照法拉第定律和楞次定律，当磁铁（磁通）靠近或远离线圈时，电流沿不同的方向流动。
　　发电原理详解

　　假设面积为 S（＝l×h）的线圈在均匀磁场中以 ω 的角速度旋转。

　　此时，假设线圈表面的平行方向（中间图中的黄线）和相对于磁通密度方向的垂直线（黑色虚线）形成角度为 θ（=ωt），则穿透线圈的磁通量 Φ 由下式表示：此处插入磁通量公式图片。
　　另外，通过电磁感应在线圈中产生的感应电动势 E 如下：此处插入感应电动势公式图片。当线圈表面的平行方向垂直于磁通方向时，电动势变为零，而水平时电动势的。
　　需要注意的是，这里说明电机具有旋转动作和发电作用，并不意味着要将电机用于发电。如果要发电，通常会使用专为发电进行了优化的发电机。