直流电机的电枢电势与电磁转矩
一．直流电机的电枢电势
如前述，直流电机的电枢电势是指电刷两端的直流电势E a ，E a ＝支路电势，它是电枢旋转时导体切割磁力线感生的。
不要以为只有发电机才有E a ，电动机旋转时，电枢导体同样切割磁力线，同样会感生电势E a 。所不同的是：发电机的电枢电流I a 是E a 产生的，因此I a 与E a 同向；电动机是由于通进了I a 电枢才会旋转、才会感生电势E a 的，因此E a 与I a 反向，故电动机的电势又称为反电势。
由于E a ＝支路电势，设电枢绕组的总导体数为N ，并联支路数为2a ，则每条支路的导体数为
2N a ，若能求出每根导体的平均电势av e ，则E a ＝2N
a
av e 。 一根导体的平均电势av e ＝av B lv ，其中av B 为一个极下的平均磁密，可用每极磁通量Φ除以每个极的面积l τ表示，故av B ＝
l φ
τ
；v 是导体切割磁力线的速度，即电枢的转速，电枢每分钟n 转，每秒钟n/60转，每转一圈的长度是2p 个τ，故v ＝
260
p n
τ。 ∴E a ＝2N a av e ＝2N a av B lv ＝2N a l φτ260p n
l τ＝
60pN a
φn ＝e C φn 其中：e C ＝
60pN
a
对做好的电机为常数，称为电势常数。 电枢电势公式反映了导体切割磁力线感生电势的电磁现象，这是直流机一个非常重要的公式。
二．直流电机的电磁转矩
如前述直流电动机工作原理：载流导体在磁场中受电磁力的作用，电磁力乘以半径就是电磁转矩。但并不是只有电动机才有电磁转矩，发电机只要带上负载，就会有电枢电流就成为载流导体，就会在磁场中受电磁力的作用，就会有电磁转矩。所不同的是：电动机是因为有电磁转矩才会转动，因此电磁转矩是驱动转矩，T 与n 方向相同；而发电机
转起来才会感生电势产生电流，才会有电磁力和电磁转矩，因此电磁转矩是制动转矩，T 与n 方向相反。
设每根导体的平均电磁转矩为av T ，电枢总导体数为N ，故T ＝N av T , 而av T ＝av
f 2D ，其中：电枢圆周2D p πτ=，平均电磁力av f ＝av B a li ，而如上述：av B ＝l φ
τ
；a i 是支路电流，若用电枢电流表示：a i ＝2a
I a
， 则：T ＝N av T ＝N av f 2D =N av B a li p τπ＝N l φτl 2a I a p τπ
＝2pN a πa I φ＝T C a I φ 其中：T C ＝
2pN
a
π对做好的电机是常数，称之为转矩常数。 T e C C ＝6029.55260pN
a pN a
ππ==，即T C ＝9.55e C ，两个常数只知其一就可求其二。 直流电机的电磁转矩公式与交流电机的电磁转矩公式'22cos T m T C I φϕ=非常相似，因为它们都反映了载流导体在磁场中受电磁力作用的电磁现象，这也是直流电机一个非常重要的公式。
