基于电动自行车的结构及其工作原理的研究基于电动自行车的结构及其工作原理的研究[摘要]自1831年英国物理学家法拉第发现电磁感应现象以来，以电磁感应定律为基础的发电机渐渐的走进了人们的生活。近几年来，以方便环保著称的电动自行车大受群众的欢迎，现在就让我们走进电动自行车的结构，走进它的核心部件，来看看它的工作原理是怎样的。[关键词]电动自行车电磁感应定律发电机[]o4[文献标识码]a电动自行车是近年来渐渐为人们所熟知的新型交通工具之一，它是一种方便快捷，安全环保的产品。在建设环保节能型社会的今天，电动自行车的出现及发展给当前的环保形势带来了很大的惊喜。通过对电动自行车器件的实物解剖，查阅与之相关的理论文献，多次的走访电动自行车销售商，并且在此基础上与有关专家进行讨论交流，对于电动自行车的结构和原理有了比较深刻的认识。本文将从电动自行车的主要部件入手，来探析它的结构特点与工作原理。一、电动自行车的构造我们生活中常见的电动自行车主要部件包括四个方面：1.蓄电装置：即蓄电池，电池是提供电动自行车能量的直接。目前的电动自行车主要采用铅酸蓄电池组，当蓄电池的电量充足时，可以直接驱动传动装置，进而带动主动轮，通过主动轮的转动使车行驶。2.传动装置：蓄电池的电能带动传动装置的电动机，使传动杆驱动主动轮，实现车的行驶。电动自行车传动装置包括支撑杆、传动机构、支架及齿轮胎。支撑杆为叉状，其内部设有一小截张力弹簧，在它的开口端有锥状螺纹并设有切口。其中穿设有一个直径较小的、可在支撑杆内伸缩的圆杆，而且设有调节伸缩长度后用以锁定的螺母，圆杆的另一端锁定于传动机构的外壳上具有外壳的传动机构内设有对转式马达，马达含有转子并设有动力输出轴，轴心上有同轴的齿轮并啮合成变速齿轮，在变速齿轮上设有与其同轴的带动轮，带动轮含有凸出的齿、摩擦面及其主轴。在主轴上套设有另一变速齿轮并啮合反向的变速齿轮，带动齿轮。圆盘一端固定于自行车后轮轮轴上的支架上，另一端固定于传动机构的外壳；齿轮胎在其胎面或两侧的胎壁环上设有与带动轮凸齿相啮合的凸点。3.发电装置：即发电机，这是以备电池电量不足时之需。当蓄电池电量过低不足以驱动传动装置时，可以通过踏板骑行，踏板的运动带动转轴使发电机中的线圈在永磁铁中转动，进而产生感应电流（后文将做详细的讨论），对蓄电池进行充电。4.充电装置：即充电器，充电器是给蓄电池补充电能的装置，对于电动自行车来说，一般分为二阶充电模式和三阶充电模式。二阶段充电模式为先恒压充电，充电电流随电池电压上升逐渐减小，等电池电压补充到充电器的设定值之后转化为涓流充电。三阶段充电模式：充电开始时先恒流充电，迅速给电池补充能量，等电池电压上升后转为恒压充电，此时电池能量缓慢补充，电池电压继续上升，达到充电器的充电终止电压值时，转为涓流充电，以保养电池和供给电池的自放电电流。二、电动自行车的发电机发电机的主要构件有：定子，永磁体，线圈，电刷等，通过各部件之间的衔接与配合来现发电的目的，其主要原理是法拉第电磁感应定律。电磁感应现象是物理学中最重大的发现之一，它揭示了电、磁现象之间的相互联系。根据电磁感应的原理，人们制造出了发电机，让电能的大规模生产和远距离输送成为了可能。电磁感应现象在电工技术、电子技术以及电磁测量等方面都有广泛的应用。其中电气时代的诞生就是以法拉第电磁感应规律为基础的电磁学理论，这在历史上被称为“第二次工业革命”。由电磁学的知识，电动势分为动生电动势和感生电动势两种。通俗的讲，动生电动势是由线圈在磁感应强度不变的磁场中转动，切割磁力线引起线圈中磁通量变化产生的；而感生电动势是由于磁场的变化引起线圈中的磁通量变化产生的。下面我们就以交流发电机单匝线圈为例，来讨论发电机的工作情况，并计算由此产生的动生电动势大小。如图(1)所示，ns分别为永磁体的两极，abcd为其中的线圈，线圈由主轴穿插其中，当线圈在脚踏板所连接的传动装置的转动下转动时，由ab边和cd边切割ns之间的磁力线。对于闭合线圈，根据法拉第电磁感应定律可...