馬達小教室：反電動勢 ( I )

在介紹馬達四象限時，有提到馬達可以當作發電機使用，因此來說明一下反電動勢(Back Electromotive Force，Back-EMF)的作用。
馬達在送電的運轉過程當中，啟動的當下，電流會忽然飆高，再隨著轉速上升而持續下降，當馬達達到穩速運轉時，電流值會下降到最低點，為何電流會產生這樣子的變化？

  

馬達運轉

當物體運動時，達到穩定狀態不再有速度變化時，就不需再提供額外的力量，只剩基本的物理損耗，這是牛頓第一運動定律的解釋。而馬達電流就等同於力量，因此穩態後，就不需要再有電流輸入。這是機械力學觀點的解答，十分正確而且妥當；但在電學當中，仍然存在著矛盾。
由電壓方程式來看，馬達內部的電阻值為恆定值，輸入電壓在沒有變化的情況之下，電流也應該是一個固定值。但馬達在啟動運轉後，隨著轉速變化，電流會產生的變化，這就意味著反電動勢的存在。反電動勢會導致輸入電壓值下降，才能在固定電阻值的條件下，造成輸入電流下降。

電壓方程式

反電動勢發生的原因，仔細想一想，馬達狀態是指送電給了線圈，產生電磁場後與磁鐵磁場作用，最後轉化為動能旋轉輸出。但沒送電的線圈會發生什麼事？此時由於馬達處於旋轉狀態。線圈會感受到磁場的變化，法拉第定律產生反應，在線圈上生成渦電流，這就是反電動勢的來源。事實上不僅是空的線圈會受到旋轉磁場變化的影響，正在送電的線圈也會有反應。
所以反電動勢是個一體兩面的存在；當輸入電壓12伏(V)，馬達穩態轉速為1200轉(RPM)，反之，若用外部力量帶動馬達旋轉達到1200轉時，就會產生12伏的反電動勢。

總結一下反電動勢對馬達造成的影響：
1.抑制電流
2.限制最高轉速

重點整理：
反電動勢在馬達設計中為重要參數，會限制最高轉速及工作電流。

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