科普時報記者 陳杰
物理基礎理論怎么走向尖端科技？為什么說一切電磁現象背后都是麥克斯韋方程組？近日，搜狐創始人、物理學博士張朝陽在新能源車內講了一堂物理課，從電磁場理論到三相電動機工作原理，硬核解讀新能源汽車背后的電動力學原理。
“真正精彩創新都來自于對本質的把握”，張朝陽強調從第一性原理出發理解萬事萬物。在卡爾·本茨利用燃油發動機首次發動汽車近150年后的今天，新能源汽車正取代傳統燃油車，成為新的出行主力。
為何新能源汽車能夠成為風尚？張朝陽首先介紹了發表于19世紀的麥克斯韋方程組，這一方程組總結了人類在電磁現象中習得的一切規律。他對麥克斯韋方程組進行變形，重新推導了一遍法拉第電磁感應定律，而這正是新能源汽車“心臟”三相電動機的工作原理。
三相電動機是利用高壓交流電驅動轉子輸出動力的裝置。根據“電磁感應”定律，交流電在精心設計的電路中流轉，將在定子腔體中感應出旋轉磁場，這就是“電生磁”現象。“作為永磁鐵的轉子會傾向于與磁場方向保持平行，會追逐著旋轉磁場跑動，進而帶動了車輪同步轉動，汽車就開起來了?！睆埑栒f。
當汽車轉動起來后，電磁感應中的“磁生電”便開始發揮作用。張朝陽表示，轉子在旋轉時，自身的磁場會產生反向的電壓，把動力轉換回電能。電動機傾向于把電能轉換為動力，但轉子又傾向于把動力“還回去”。二者是此消彼長、互相“拔河”的過程，當轉子越轉越快，它反向轉換的能力越來越強，所以最終給到車輪的動力會變得越來越小。
“這就是開車時感覺‘低速有勁，高速乏力’的原因所在，混動新能源車的出發點正是為了解決電動機這一缺陷?！睆埑枏幕A理論出發，通過仔細分析三相電動機線圈上的電壓平衡方程，從中解出了三相電動機輸出扭矩與轉速之間的關系，用數學定量地描述了三相電動機的工作狀態。
這堂特殊的“車內物理課”，拆解了日常出行場景背后的物理學原理，直播間網友們點贊稱這種別致的授課模式能夠更好地理解物理?！盎A科學非常重要，在象牙塔里很多演算不只是滿足人們對于未知世界好奇心，而是距離創造美好生活、解決人類實際生活中存在的問題如此之近?！痹趶埑柨磥恚粋€企業或者產品部門需要有懂物理的科學家，比如面對燃油機、電動機或者混動專用發動機，不同于根據業界經驗套用公式，物理學家知道公式是怎么來的，去調參數可以設計出新的東西。
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