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1．电磁力定律
磁场对电流的作用是磁场的基本特征之一。实验表明，将长度为l的导体置于磁场B中，通入电流i后，导体会受到力的作用，称为电磁力。其计算公式为
F=ΣdF=iΣdl×B （1）
特别地，对于长直载流导体，若磁场与之垂直，则计算电磁力大小的公式可简化为
F=Bli （2）
这就是通常所说的电磁力定律，也叫毕奥萨伐电磁力定律。式中电磁力F、磁场B和载流导体l的关系由左手定则（又称电动机定则）确定。
显然，当磁场与载流导体相互垂直时，由式（2）计算的电磁力有*大值。普通电机中，通常沿轴线方向，而B在径向方向，正是出于这种考虑。这种考虑与产生*大感应电动势的基本设计准则一致，实际上隐含了电机的可逆性原理。
由左手定则可知，电磁力作用在转子的切向方向，就会在转子上产生转矩。
2．电磁转矩
由电磁力产生的转矩称为电磁转矩。设转子半径为r，单根导体产生的电磁转矩就是
（3）
对匝数为N的线圈，仿运动电动势分析过程，设线圈两侧边所在处的磁场分别为B1和B2，则有
（4）
同理，若希望获得*大电磁转矩，B2=－B1是期望的。也就是说，线圈两侧边处的磁场大小恒相等、极性恒也是产生*大电磁转矩的需要。对于一台沿圆周均匀布置线圈的电机来说，这种需要进而就上升为要求气隙磁场尽可能均匀，即B的大小处处都比较接近。这样，电机的*大可能电磁转矩就是
（5）
式中，M为总线圈个数，D为转子直径。
在电动机里，电磁转矩是驱使电机旋转的原动力，即电磁转矩是驱动性质的转矩，在电磁转矩作用下，电能转换为机械能。在发电机里，可以证明，电磁转矩是制动性质的转矩，即电磁转矩的方向与拖动发电机的原动机的驱动转矩的方向原动机的驱动转矩克服发电机内制动性质的电磁转矩而作功，机械能转换为电能。
电磁转矩还可以用功率的关系求得。设P为电机的电磁功率，?为电机气隙磁场旋转角速度，则有
（6）
式中，P可为输入电磁功率，也可为输出电磁功率；相应地，电磁转矩Tem也就分别有输入、输出之分