直线直流电动机最简单的工作原理如图5-1所示。线圈可沿铁棍轴向自由移动。在线圈的行程范围内,永久磁铁给予它大致均匀的磁场B。当线圈中通入直流电源I时,导体线圈处于磁场中的部分就会受到电磁力的作用。这个电磁力的方向可由电磁感应左手定则来确定。左掌心正对着B方向,四指尖顺着电流方向,则姆指所指的方向即为线圈所受电磁力作用的方向。因此,可以很容易判断出,只要改变直流电流I的方向,就可改变线圈受力的方向,进而改变线圈运动方向。
根据安培定则,电磁力的大小可由下式算出:
F =BIL
B为磁感应强度T(特斯拉),I为导体中的电流强度A(安培),L为处于磁场中的导体长度m(米)
当导体为多匝线圈时,对于线圈整体:I'=nI, n为线圈匝数,则:
F=BI'L=B(nI)L
只要线圈受到的电磁力大于线圈支架上存在的静摩擦阻力Fs,就可使线圈产生直线运动。这就是直线直流电动机工作的基本原理。