电动机外壳有几[繁：幾]块磁铁

电机通电产生旋转磁场，转子转动，可电机铁壳上为什么没有磁铁一样的磁性能吸引金属？转子和定子之间是一个闭合磁路，加上外壳和铁芯是软磁材料，不会有剩磁，所以外壳不会体现磁力现象。小电动机里,外壳上的两块磁

电机通电产生旋转磁场，转子转动，可电机铁壳上为什么没有磁铁一样的磁性能吸引金属？

小电动机里,外壳上的两块磁铁磁极相同还是相反才能让转子转动？

一块磁铁，不断对外做功，它的磁性会越来越弱吗？

▲这是磁场，不是电磁场，也不是《pinyin：shì》电场。其对应的磁力或磁场力，是一种独特的力。要追究磁的本质，还涉及“统一场论”的战略思考。以下《拼音：xià》分享笔者的探讨，仅供参考。

磁(性)的本质，究竟是什么？

基底方(练：fāng)程：±e 2Ek=±γ 2Eγ(=2hf₀)...(1)

●强力，是基底性的(练：de)强磁力，是亚原子以光速自旋导致（繁：緻）南北极负[繁：負]压差而激发的真空场引力。

无【练：wú】论什么力，归根结底，都是强磁力的叠加效应——这就是磁的本质。

强力与亚《繁体：亞》原子的惯性质量、引力质[zhì]量、引力势能、基本电荷等固{拼音：gù}有参量相对应：

电子强力↹电子质量{读：liàng}↹电子势能↹电子电荷。

质子强力↹质子质量↹质子势（读：shì）能↹质子电荷。

电子的（pinyin：de）固有强力：

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电子的固有yǒu 势能：

Ep₀=m₀c²=2hf₀(=0.511MeV)...(3)

质子的固有{练：yǒu}强力：

F*=m*c²/r*=(m*/m₀)F₀(=5.34N)...(4)

质子的澳门金沙固有[yǒu]势能：

Ep*=m*c²=(m*/m₀)2hf₀(=938MeV)...(5)

电子半径r₀=2.82fm，质子半【pinyin：bàn】径r*=0.015fm，质[zhì]子电子质量比m*/m₀=1836。电子强力场的固有频率f₀=m₀c²/2h=6.2×10¹⁹Hz。

●弱力，是（拼音：shì）中子内的电子(e)与质子(p)的叠加力。

核内（读：nèi）电子轨道半径《繁体：徑》小，电子抗简并压大，电子欲逃倾向强烈，这种电磁斥力也[拼音：yě]叫弱力。

▲中子的夸克环(udd)，相当于高能负电子（读：zi），通常的科普图片没有给出质子。夸克环以约0.07c≈10αc绕质[拼音：zhì]子旋转，轨道半径约1费米。弱力(核内电磁力)的统一场方程：

F₁=ke²/r₁²=ξ₁(m* m₀)c²/r₁...(6)

核内电子(pinyin：zi)的动能由弱力提供，并激发电磁波。

核内电子动能的统一场《繁：場》方程：

Ek₁=½m₀v₁²=ke²/r₁=ξ₁2hf₀...(7)

中子半径r₁≈1.5fm，可由质子与电子的角动量矩守澳门永利【练：shǒu】恒来估算，其W±与Z⁰介子可看出场量子。

弱力场效应系【繁体：係】数：ξ₁=ke²/2hf₀r₁=0.187‰。即，弱力大[pinyin：dà]约为强力的万分之2。

●电磁力，是核内[nèi]电子与核外电子的叠加力。

电【diàn】磁力，是核外电子(e)与核电荷(Ze)两强力之zhī 间因同斥异吸效(读：xiào)应而弱化的叠加力。

电磁力的统{繁体：統}一场方程：

F₂=ke²/r₂²=ξ₂(m* m₀)c²/r₂...(8)

电磁力之电势能(eU)提供的核外电子动能，并激发电磁波，与弱力激发的电磁波一起构成原{yuán}子光谱的超精细[繁体：細]结构。

核外电(diàn)子动能的统一场方程：

Ek₂=eU=½m₀v₂²=ke²/r₂=ξ₂2hf₀...(9)

核外电《繁体：電》子基态【pinyin：tài】主控速度为{pinyin：wèi}：αc=2.2×10⁶m/s，其平均动能：Ek₂=2.2×10⁻¹⁸J，由此估算：

①基态（繁：態）电子轨道半径：r₂=ke²/Ek₂ ，代《练：dài》入后有：r₂=1.05×10⁻¹⁰m，接近经典原子半径；

②电子与质子电[繁体：電]势差：U=Ek₂/e=13.75伏特；

③电磁力场效应系数：ξ₂=Ek₂/2hf₀=0.03‰，即电磁力（pinyin：lì）约为强力的{拼音：de}10万分之3。

●磁力，是类{繁体：類}铁原子晶胞有序排列的叠加力。

磁势能的统一(读：yī)场方程：

Ep₃=½μB²V=½εE²V≈½m₀v²=ξ₃2hf₀...(10)

磁场力的统(繁：統)一场方程：

F₃=Ep₃/r₃=ξ₃m*c²/r₃...(11)

注意1：原子的内空间是[shì]真空场，其电容率ε=ε₀=10⁻⁹/36π，磁导率μ=μ₀=4π×10⁻⁷。其体[繁体：體]积{繁：積}：V=4.2r₂³=1.05×10⁻³⁰m³。

注意（拼音：yì）2：参与电磁感应的质子磁力，因远大于电子磁力，故磁场力≈电(繁体：電)磁力。由此可估算：

①氢原子(拼音：zi)磁感[gǎn]强度：B=√(2Ek₂/μ₀V)，即：B=1.87×10⁹T，比较（繁：較），地球磁场强度不到1T。

②氢原子(读：zi)电场强度：E=√(2Ek₂/ε₀V)，即：E=7×10¹¹V/m，而电势差U=13.75V。

注意3：磁场力是特定材料与天体场效应的叠加力，取决于自旋角动量，而与轨道角动量无关，但可以通过磁场对电diàn 荷或电流作用的【拼音：de】洛伦兹力(Bev)或安培力(BIL)间接计算出(繁体：齣)来。

但是，不管怎么说，磁场与电磁场是截然不同的两个范畴。故在基本力的[de]分类中，宁可没有弱力(核内电磁力)，也{读：yě}不能没【pinyin：méi】有磁力。

●万有引力，是实体亚【yà】原子同斥异吸的叠加力。

万有引力的统【繁：統】一场方程：

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引力势能的统一场方{拼音：fāng}程：

Ep₄=GMm/R=ξ₄2hf₀(M m)/m₀...(13)

引力的场chǎng 效应系数：ξ₄=GMm/r₄(M m)c²。对于（繁体：於）大质量天《练：tiān》体而言，ξ₄≈Gm/r₄c²。

就地球而言r₄=6.4×10⁷米，若离地r≈r₄，令试验质量m=1kg，则地球引力《pinyin：lì》的(de)场效应系数：ξ₄=G/r₄c²=1.16×10⁻³⁶。

可见，引力场效应系数(ξ₄)，与场半《读：bàn》径(r₄)成反比，与(繁：與)试验质量(m)成正比。

势能、位能与动能的区别与联系

显然，重力加速度(g)，与场半【pinyin：bàn】径(R)成反比，是一个变量。若R>R₀或离地心高度h>h₀，则引力（lì）势能Ep

但我们已规定，Ep₀=0，离地越高，高位差△R越大，势能增量△Ep就越大。这{练：zhè}只是为了与（繁：與）“水向低处《繁体：處》流”的直感协调起来。

此时我们把Ep₀称作地球的本体势(shì)能或固有{yǒu}势能，把△Ep=Ep作为位能。前者与万有引力定律《练：lǜ》一致起来，后者与工程技术一致起来。

严格讲，位能必须通（pinyin：tōng）过外力做功才能实现。例如《练：rú》，高原冰山的水位能，是因为日光照射的水循环运动造成的，本质上属于水分子动能转化为水分子位能。这与水分子本体的固有势能是两个概念。

电势能是因为(拼音：wèi)发电（繁：電）或充电造成[chéng]的，是电子加剧运动偏离核电荷或抗简并压导致的电极电位差，本质上属于电子动能转化为电子位能。

磁性材料，能否自动对外做功？

第一类是永磁材料，如磁铁矿、钕铁硼合金、电【pinyin：diàn】机转子、扬声器磁体，它们是原子或分子晶体的磁畴《繁：疇》(假想的磁子)有相对有序排列，导《繁体：導》致同斥异吸弱化效应被减少所固有的显著磁性。

永磁材《读：cái》料，经常用来作为发电机能量转换的重要配件，但不是利用磁场势能，更没有现(拼音：xiàn)成的位能。势能属于材料的维持自身稳定存在的内能，没有剩余可[kě]被利用。

第二[èr]类是暂磁材料，如依赖电磁感应的电磁铁、添加磁粉的磁卡、摩擦磁铁的螺丝刀头。此类磁性材料，会因为失去电力供应、磁粉脱落或风化，而突然或【练：huò】渐渐[拼音：jiàn]失去磁性。

显然，即使暂磁材料可以对外做功，其功率因数也会渐渐[繁：漸]失去，但不是失去磁体能量问题，而澳门新葡京是失去磁体质量。电磁铁属于外加能量而不在此列。

有人会问核辐射能源，是势能还是位能。笔者认为，放射性材料能源可[读：kě]以被直接利用，是因为类似(pinyin：shì)于电池与被压缩弹簧，是动能转化为位能的历史遗存，不是材料固有的势能。

铁磁场是否做功，就好比地磁场是否做功。我们知道，地{pinyin：dì}球有强大的引力。

现在，地面上有一个大转轮，外缘均匀分布了若干重物（拼音：wù），逆时针旋转，分四个象限：第一象限=右（yòu）上部，第二象限=左上部，第三象限=左下部，第四象限=右下部。

现在做逆时针旋转，首先{读：xiān}你（pinyin：nǐ）得克服自重爬（练：pá）到高处获得位能，这是外力做功。然后开始向下转动，是地球势能做功到达第三象限末端。

此时有一个惯性势能，你可以在《拼音：zài》第四象限转到一个高度，但不可能回到《pinyin：dào》出发点，因【拼音：yīn】为至少有轴承磨损做功，消耗一部分的惯性势能。

然后你在第四与第三象限，来[lái]回做阻尼式转动，转动幅度越（pinyin：yuè）来越小，最终趋于静止不动。

现在再来说[繁体：說]说瑟尔效应发动机(SEG)。SEG是【拼音：shì】利用几个环绕分布的若干钕铁硼线圈，需要一个大约2千瓦的励磁发电机提供能源。

有（pinyin：yǒu）永动机发明《pinyin：míng》人声称，该发动机只是帮助启动，以后就可以撤销。其实，这是不可能的，所有的机械设备，都有传动机构，都不可避免的要消耗摩擦力。

结语

磁能或磁场能，虽然可以能量转换的电子(zi)动能来{pinyin：lái}做替代性(读：xìng)的参量测算，但依然是固有势能。

势能总量永《练：yǒng》恒不变，磁势能与强力势能一样，没[繁体：沒]有多余能量可供利用。更【练：gèng】谈不上对外做功。

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