刚刚高考完，虽然正常发挥只能上个本三，但我不谦虚的说个人在物理上还是小有建树的。
下面我就来说说很多人都非常关心的马达的速度和扭力与马达漆包线的粗细和绕的圈数到底有什么样的关系。
大家都应该清楚，衡量一个马达好坏的指标无非是只有两个，那就是马达的转速和扭力。对与跑直线来说应该选择速度快的马达，而对于跑上坡或是弯道多的跑道来说应该选择扭力大的马达。而要想弄清楚马达的速度和扭力的内在联系，就要从马达的工作原理说起了。
我先来接受一下下面要用到的几个最基本的物理公式吧：
F=IBL 这个公式说的是一根导线通电之后放在磁场里会受到一个力的作用，这个力就是F，I代表电流的大小，B是磁场的磁感应强度，L是通电导线在磁场中的长度。
E=BLV 这个公式说的是一根导线在磁场中运动会产生感应电动势，E就代表这个电动势的大小，B代表磁场的场强，V代表它在磁场中运动的速度。
好了，现在开始切入正题。根据F=IBL可以看出，影响F的大小的可以是马达所用磁钢（影响B），电池提供的电压大小和导线的电足（都影响I），还有就是绕的圈数（L）。
而根据上面的公式可以看出，只要马达转起来，在它的内部就会产生一个感应电动势，这个感应电动势进而会产生感应电流，而此电流和电池输出的电流的方向正好是相反的。所以在我们就可以利用车子最后的匀速运动做以下的推倒：
电池的电流使导线受到一个力大小为F=IBL，感应电动势的大小E=BLV，感应电流I=BLV/R，感应电流使导线同样受到一个力F2=B方L方V/R。我们把车子在运行过程中受到的轴承摩擦，空气阻力等都各种阻力都用F阻来表示。这样，因为车子最后是匀速运行的，再换句话说，马达中的导线是受力平衡的，所一我们就可以得到：B方L方V/R+F阻=IBL 而I有等于电池电压U/R，所以等式可以写成
B方L方V/R+F阻=UBL/R
从而导出速度V的
表达方式V=U/BL-F阻R/B方L方
从V的表达式中可以很容易看到要想让速度增大，需要减小导线的电阻，因此我们会采用在导电性方面仅次于银的铜。我们在平常绕制马的时候，最细的一般都是才用0.5毫米左右的漆包线，很少采用更细的了，虽然说根据经验，线细了之后绕制的圈数增多，可以增加扭力，但是我们可以把V的表达式看成一个关于L的二次函数，则此函数的最大值为U方/4FR，因为即使你绕的圈数非常合理，正好使之在对称轴的地方，也就是取到最大值，但是因为线太细，电阻过大，使得这个最大值U方/4FR中的R大，整个值也不会大。从公式中我们还可以看出当我们在选定一定粗细的线进行绕时，之所以要尽量多的增加圈数，就是为了让其最后接近此二次函数对称轴的位置，但从理论上来说并不是绕的圈数越多越好，只不过我们遇到的都是在对称轴右侧的情况，所以就是圈数越多越好。
接下来我们在来说说马达中机芯的作用。其实马达中的磁场分布本来是这个样子的，从N级指向S级
而机芯的作用就是使磁场分布变成这个样子的：
所以说把线绕到不能被机芯盖住的地方是完全没有意义的，最后再说句，其实我们常用的电流表和电压表本质工作原理和马达是完全一样的，我也是问了我们物理老师才知道了这个机芯的神奇作用。
LZ的想法真不错。我当年读高三的时候也用同样的思路分析过这个问题。
给LZ个建议，把绕线电阻表示成公式R=(ρ*l)/（π*r*r） （电阻率*导线长度）/导线截面积 ，铜的电阻率ρ在物理书上可以查到。然后代入到你结果的式子中，可以更加直观的看到导线粗细对速度扭力的影响。
另外，LZ最后一段的结论好象是错的，因为磁场线并不是直线而是一根根圆弧线，LZ你可以去翻翻物理课本，看看磁场线是弧线还是直线。所以马达内不能被机芯盖住的地方也是有磁场线经过的，只是磁通量密度B会小一点。事实上，甚至连马达外的电池和车轴都可以被磁钢的磁场所影响到。
联盟现在也全小白了~
如果你想搞好物理 那点理论完全不及格 如果你想玩好车 还不如去练练怎么把线绕整齐……
楼上的同解....
世界上目前没有单级的磁体的.....所以你的理论不是完全成立的....
其实几个简单的物理公式不能说明问题...
一起向科学致敬.
接下来请去想象动态下的磁场.
电磁场没有这么简单,而且电磁铁在电动机的应用里会变的较为复杂.最终使很多人都放弃去研究透.只是靠各种方式去实现技术上的结果.
作为一个已经放弃对电动机的去做深入了解的窝囊废,我要说:"后来者加油,请把前浪全拍死在沙滩上!,人家不行,不见得你也不行."
虽然研究精神值得赞赏 但是 以中学的“理论”解决实际问题是很可笑的 就像高数都没学过的人想证明什么数学猜想一样 等你学到更高阶的知识 就会发现 以前学的都是“错”的 因为初级的理论总有很多的限制条件 在处理实际问题时你认为做到处处严谨了 但其实漏洞百出
轨道车这些年来降温的尴尬可能就在于 理论的作用完全消失了 没有人能通过空想来提升车速 实践成了唯一的方式 而一方面实践需要很高的成本 一方面枯燥的实验丧失了许多玩车的乐趣 或许因此高手们都习惯于闭门造车吧
南健说的研究透的人不知道是否存在 但至少不太愿意在论坛发表他们的高论 至于“各种实现结果的方法”也很少有人愿意告诉别人吧 其实论坛很缺这些东西 能帮大家少走弯路
所以说把线绕到不能被机芯盖住的地方是完全没有意义的，最后再说句，其实我们常用的电流表和电压表本质工作原理和马达是完全一样的，我也是问了我们物理老师才知道了这个机芯的神奇作用。
物理老师说的也不一定全对，我没学过物理，但是我觉得想要学好物理，就要具备悟性和理解的能力，不是只看书本。只要是人写的东西，都会带有一定得主观色彩。
上面的公式说的基本对，但是有点书面，也就是说实用部分不多。
下面这句话就完全错误了，绕线不能被机芯盖住的位置，在整个电机的功率输出上是占有很大份量的。
楼主太有勇气了，你这篇文章能容易被拍砖的。哈哈
我说的没有意义是导线的运动方向,导线和磁场方向三者不能互相垂直,导至转子受力混乱,影响了效率。
引用fengfeng在2010/7/1 0:44:04的发言：这个说的我同意
虽然研究精神值得赞赏 但是 以中学的“理论”解决实际问题是很可笑的 就像高数都没学过的人想证明什么数学猜想一样 等你学到更高阶的知识 就会发现 以前学的都是“错”的 因为初级的理论总有很多的限制条件 在处理实际问题时你认为做到处处严谨了 但其实漏洞百出
轨道车这些年来降温的尴尬可能就在于 理论的作用完全消失了 没有人能通过空想来提升车速 实践成了唯一的方式 而一方面实践需要很高的成本 一方面枯燥的实验丧失了许多玩车的乐趣 或许因此高手们都习惯于闭门造车吧
南健说的研究透的人不知道是否存在 但至少不太愿意在论坛发表他们的高论 至于“各种实现结果的方法”也很少有人愿意告诉别人吧 其实论坛很缺这些东西 能帮大家少走弯路
顶一下。我不觉得可笑，至少这种精神是很可嘉的。
抛物线推导的很漂亮，凭这一条也不该去三本，只能说教育制度很垃圾。
F=BLV等一些公式都是在没有铁芯的情况下才成立的，因此这些推导对于实际绕线的指导意义不是很大，但它至少定性地阐述了电机加速到一定程度后速度受到制约的本质原因。
这里的高手们都是很追求极限速度的，但也有部分玩家不那么求速度，而是喜欢其它的杂七杂八的在高手们看来很不值得讨论的东西。轨道车这个群体本来就不大，还是建议大家多多包容吧，允许一些车速不高但喜欢探究本质的人发表看法，虽然可能仍然探究不到本质：）
引用fengfeng在2010/7/1 0:44:04的发言：
虽然研究精神值得赞赏 但是 以中学的“理论”解决实际问题是很可笑的 就像高数都没学过的人想证明什么数学猜想一样 等你学到更高阶的知识 就会发现 以前学的都是“错”的 因为初级的理论总有很多的限制条件 在处理实际问题时你认为做到处处严谨了 但其实漏洞百出
轨道车这些年来降温的尴尬可能就在于 理论的作用完全消失了 没有人能通过空想来提升车速 实践成了唯一的方式 而一方面实践需要很高的成本 一方面枯燥的实验丧失了许多玩车的乐趣 或许因此高手们都习惯于闭门造车吧
南健说的研究透的人不知道是否存在 但至少不太愿意在论坛发表他们的高论 至于“各种实现结果的方法”也很少有人愿意告诉别人吧 其实论坛很缺这些东西 能帮大家少走弯路
所谓"实现结果的方法"到了他人手里基本都是失效的,因为那是量身订做的东西.
有用的应该是为什么选择了"某种方法"的思维.
比如说,学校给我发奖,我非常不爽.因为在我的认识里:"你们连我搞什么都不知道就给我发奖,这不是乱发奖么?乱发的奖有什么意义?这不就是某种腐败么?说难听点终究是搞场面,我出去当小丑不是么?"
但是能这么想的人不多，甚至肯理解的也不多.所以还是闭嘴做自己想做的研究最好了.
顺便唠叨一句,虽然中国很多大学都那么回事...但是NB的大学还是有的.
我参加过两回大学生比赛,觉得"大学"这种东西,文化风气最重要.水平大家都差,关键是不能进个没勇气\没梦想\没干劲的地方.反正我是吃够亏了,大学里千万别想做什么,踏踏实实做自己的事.
为什么老说清华大学?我认为比起其他任何地方,那种砖头漏表面\设备藏其中的朴素和实用主义的风气是最为可贵的.不象很多学校,楼盖得很大很漂亮,里头没资料\没设备\没资金.
有不少人跟我说,他们大学机械系念了四年,就做过一把锤子.我很气愤地对他们喷"只做锤子不做镰刀?太反动了,所以才说党支部都是废部,这都有人明目造反了还喝茶看报."
是吗,我马上也要上大学了
没有机芯没用不会吧？
很好的文章啊
我回家也要先从理论看起了，学过的都忘了。跟人认为理论是基础，实践是经验的积累方式，所以两者都不能少。
引用fengfeng在2010/6/30 21:24:12的发言：
联盟现在也全小白了~
如果你想搞好物理 那点理论完全不及格 如果你想玩好车 还不如去练练怎么把线绕整齐……
正解！！支持。绕的多了，马达就快了。