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家用电为什么是交流电呢(直流电和交流电是如何产生的)

100次浏览     发布时间:2025-03-17 06:54:28    

电的应用极大地方便了我们的生活,那么,家用交流电是如何产生的呢?大家都知道,电是由发电厂发出来,但是发电厂是如何发电的呢?今天我们来一探究竟。



物理学家法拉第通过做实验发现运动的磁场能够产生电流。法拉第根据这个现象就制作了最原始的发电机。


发电机原理是:用一个圆盘,中心连出一极来,边缘连出另外一极,然后在外面加装一个灯泡,再在某个位置加一个磁场,使圆盘旋转起来。当这个圆盘转起来之后,就会切割磁感线。圆盘本身是导体,圆盘由很多根这样的半径组成,半径运动产生了电流。怎么判断电流方向呢?让磁感线穿手心,大拇指指向圆盘的运动方向,四指的方向就是电流方向,所以在圆盘上就会形成一股电流。这个电流通到中心去之后,再通过导线流过灯泡,流过灯泡之后再流到圆盘边缘。这就出现了一个正极,而外围它就出现了一个负极,相当于是一个电池。这就是最早的直流发电机。


我们现在用的电是交流电,那交流电怎么产生的?交流发电机其实跟直流发电机差不多,也是利用了导线在磁场中旋转产生电流的特点。比如:两侧各有一个磁铁,一个N极,一个S极,于是就会有一个从N极到S极的磁场。让这个线圈在磁场中,同时线圈儿有一个轴,这个轴是垂直于磁场。让这个轴外围有一个圆圈,里边有一个小的圆圈,这样形成两个极。让线圈绕中心轴旋转,让外围两个圈通过电刷挨上(有接触但不固定),然后再连接一个灯泡。于是在旋转过程中它就会产生交流电。


为什么?此刻右边线圈上的电流,我们右手比划一下,右边磁感线穿手心,大拇指指向运动方向,四指的方向是电流方向,向里的。左边磁感线穿手心,大拇指指向运动方向,四指的方向就是电流方向,向外的。但是转半圈之后1运动到左边,而2边运动到右边,本来这个电流是从1先流入这个电机的,一旦电流调转方向,就会从2流向电机。这样对于灯泡来讲,电流就会反过来,于是就形成了所谓的交流电。


家里面用的电的实际情况比这个更复杂一些,它不是线圈转,而是磁铁转。实际情况一般来讲也不是一个线圈,而是三个线圈彼此乘120度角,这样就会形成三项四线的交流电。日常用的交流电是200V,50赫兹Hz,意思是电压随着时间是一直在变化的,而且是正弦形式变化的。一个周期是0.02秒, 1秒内有50个周期,也就是50赫兹。220伏叫有效值,而电压的峰值并不是220V而是要再乘以 ,大约是311V。这个就是我们说的交流发电机了。

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