张朝阳沃尔沃车内开讲：从电磁场理论到电动机原理
张朝阳沃尔沃车内开讲：从电磁场理论到电动机原理
近日，搜狐创始人张朝阳在沃尔沃新能源车内讲了一堂别开生面的物理课，从电磁场理论到三相电动机工作原理，深入浅出地解析了电动汽车背后的电动力学。这堂“车里的物理课”不仅让观众更好地理解了电动汽车的技术原理，也展示了基础科学在解决实际问题中的重要性。
从麦克斯韦方程组到电动机
“真正精彩的创新都来自于对本质的把握”，张朝阳强调从第一性原理出发理解万事万物。他首先介绍了发表于19世纪的麦克斯韦方程组，这一方程组总结了人类在电磁现象中习得的一切规律。张朝阳对麦克斯韦方程组进行变形，重新推导了一遍法拉第电磁感应定律，而这正是新能源汽车“心脏”三相电动机的工作原理。
三相电动机的工作原理
三相电动机是利用高压交流电驱动转子输出动力的装置。根据“电磁感应”定律，交流电在精心设计的电路中流转，将在定子腔体中感应出旋转磁场，这就是“电生磁”现象。作为永磁铁的转子会倾向于与磁场方向保持平行，会追逐着旋转磁场跑动，进而带动了车轮同步转动，汽车就开起来了。
当汽车转动起来后，电磁感应中的“磁生电”便开始发挥作用。转子在旋转时，自身的磁场会产生反向的电压，把动力转换回电能。电动机倾向于把电能转换为动力，但转子又倾向于把动力“还回去”。二者是此消彼长、互相“拔河”的过程，当转子越转越快，它反向转换的能力越来越强，所以最终给到车轮的动力会变得越来越小。
张朝阳解释，这就是开车时感觉“低速有劲，高速乏力”的原因所在，混动新能源车的出发点正是为了解决电动机这一缺陷。他从基础理论出发，通过仔细分析三相电动机线圈上的电压平衡方程，从中解出了三相电动机输出扭矩与转速之间的关系，用数学定量地描述了三相电动机的工作状态。
科普的意义
这堂“车里的物理课”拆解了日常出行场景背后的物理学原理，直播间网友们点赞称这种别致的授课模式能够更好地理解物理。《张朝阳的物理课》自2021年至今直播讲课220余期，近日还发布了同名物理科普书籍第三卷（量子力学），在社会上掀起了科学学习的热潮。
正如张朝阳多次强调的，基础科学是非常重要的。在象牙塔里很多演算不只是满足人们对于未知世界好奇心，而是距离创造美好生活、解决人类实际生活中存在的问题如此之近。一个企业或者产品部门需要有懂物理的科学家，比如面对燃油机、电动机或者混动专用发动机，不同于根据业界经验套用公式，物理学家知道公式是怎么来的，去调参数可以设计出新的东西。
通过这次科普活动，张朝阳不仅帮助人们理解了电动汽车的技术原理，也展示了基础科学在解决实际问题中的重要性。在新能源汽车快速发展的今天，这样的科普活动对于推动科学知识的普及、提高公众的科学素养具有重要意义。