電磁感應發電機的原理是什麼,電磁感應發電機的原理

時間 2021-05-07 19:59:40

1樓:康姆勒發電機

發電機利用外力推動發電機轉動,帶動導體切割一個固定磁場。固定磁場叫定子,旋轉導體叫轉子。產生電壓的同時,導體受到阻力(反作用力),即推力的功轉化成電能輸出。

如果輸入電能,轉子會受推力轉動,這個逆過程就是電動機。

變化的磁場產生電場,實際上有兩種:1、導體閉合,導體不動,穿過導體環的磁通變化。2、磁場不變,導體相對磁場運動。

發電機就是利用第二種,外力推動發電機轉動,帶動導體切割一個固定磁場。

基本原理:

發電機的基本原理就是物理課所講的「磁力生電」。發電機的基本元件就是原動機、轉子、定子:原動機提供能量驅動轉子旋轉,轉子利用剩磁或者直流電產生磁場,當轉子旋轉時對於定子就形成相對的切割磁力線運動,在定子上就會產生一個感應電勢,如果定子和外部迴路接通形成閉合迴路就有電流輸出給負荷了。

2.組成:

發電機是由定子和轉子2大基礎元件組成的,其中定子裡有3相繞組和3相對稱繞組:a、b、c and x、y、z。還有定子鐵芯。

轉子由磁極和勵磁繞組組成。 當勵磁系統給轉子的勵磁繞組一個恆定的電流時(直流電),就在發電機的轉子裡形成了一個磁場。 在主軸的旋轉下帶動發電機的轉子旋轉。

這樣轉子就形成了一個旋轉的磁場。 每一個磁極的磁場和定子的3相繞組相互切割磁力線。 產生3相電動勢。

如果在這個時候給發電機接上負載的話,那麼發電機就有3相交流電通過。

2樓:不癢不痛

發電機的形式很多,但其工作原理都基於電磁感應定律和電磁力定律。因此,其構造的一般原則是:用適當的導磁和導電材料構成互相進行電磁感應的磁路和電路,以產生電磁功率,達到能量轉換的目的。

交流發電機原理:

利用導線切割磁力線感應出電勢的電磁感應原理,將原動機的機械能變為電能輸出。同步發電機由定子和轉子兩部分組成。定子是發出電力的電樞,轉子是磁極。

定子由電樞鐵芯,均勻排放的三相繞組及機座和端蓋等組成。轉子通常為隱極式,由勵磁繞組、鐵芯和軸、護環、中心環等組成。轉子的勵磁繞組通入直流電流,產生接近於正弦分佈磁場(稱為轉子磁場),其有效勵磁磁通與靜止的電樞繞組相交鏈。

轉子旋轉時,轉子磁場隨同一起旋轉、每轉一週,磁力線順序切割定子的每相繞組,在三相定子繞組內感應出三相交流電勢。發電機帶對稱負載執行時,三相電樞電流合成產生一個同步轉速的旋轉磁場。定子磁場和轉子磁場相互作用,會產生制動轉矩。

從汽輪機/水輪機/燃氣輪機,輸入的機械轉矩克服制動轉矩而作功。

直流發電機原理:

直流發電機的工作原理就是把電樞線圈中感應產生的交變電動勢,靠換向器配合電刷的換向作用,使之從電刷端引出時變為直流電動勢 因為電刷 a 通過換向片所引出的電動勢始終是切割n 極磁力線的線圈邊中的電動勢。所以電刷 a 始終有正極性,同樣道理,電刷 b 始終有負極性。所以電刷端能引出方向不變但大小變化的脈動電動勢。

3樓:匿名使用者

因磁通量變化產生感應電動勢的現象(閉合電路的一部分導體在磁場裡做切割磁力線的運動時,導體中就會產生電流,這種現象叫電磁感應 計算公式1.[感應電動勢的大小計算公式]1)e=nδφ/δt(普適公式){法拉第電磁感應定律,e:感應電動勢(v),n:

感應線圈匝數,δφ/δt:磁通量的變化率}2)e=blvsina(切割磁感線運動) e=blv中的v和l不可以和磁感線平行,但可以不和磁感線垂直,其中sina為v或l與磁感線的夾角。 {l:

有效長度(m)}3)em=nbsω(交流發電機最大的感應電動勢) {em:感應電動勢峰值}4)e=bl2ω/2(導體一端固定以ω旋轉切割) {ω:角速度(rad/s),v:

速度(m/s)}2.磁通量φ=bs 3.感應電動勢的正負極可利用感應電流方向判定{電源內部的電流方向:

由負極流向正極}*4.自感電動勢e自=nδφ/δt=lδi/δt{l:自感係數(h)(線圈l有鐵芯比無鐵芯時要大),δi:

變化電流,∆t:所用時間,δi/δt:自感電流變化率(變化的快慢)} 感應電流產生的條件1.

電路是閉合且通的2.穿過閉合電路的磁通量發生變化**(如果缺少一個條件,就不會有感應電流產生).

4樓:鬱悶的太陽

電磁感應是指因為磁通量變化產生感應電動勢的現象。電磁感應現象的發現,是電磁學領域中最偉大的成就之一。它不僅揭示了電與磁之間的內在聯絡,而且為電與磁之間的相互轉化奠定了實驗基礎,為人類獲取巨大而廉價的電能開闢了道路,在實用上有重大意義。

電磁感應現象的發現,標誌著一場重大的工業和技術革命的到來。事實證明,電磁感應在電工、電子技術、電氣化、自動化方面的廣泛應用對推動社會生產力和科學技術的發展發揮了重要的作用。

若閉合電路為一個n匝的線圈,則又可表示為:式中n為線圈匝數,δφ為磁通量變化量,單位wb(韋伯) ,δt為發生變化所用時間,單位為s.ε 為產生的感應電動勢,單位為v(伏特,簡稱伏)。

電磁感應俗稱磁生電,多應用於發電機。

電磁感應(electromagnetic induction)現象是指放在變化磁通量中的導體,會產生電動勢。此電動勢稱為感應電動勢或感生電動勢,若將此導體閉合成一回路,則該電動勢會驅使電子流動,形成感應電流(感生電流)邁克爾·法拉第是一般被認定為於2023年發現了電磁感應的人,雖然francesco zantedeschi2023年的工作可能對此有所預見。

5樓:中國數字科技館

電磁感應發電是著名的科學家法拉第發現的,法拉第關於電磁感應發電的發現使電能的大規模開發和廣泛應用成為可能,是對人類社會劃時代的貢獻。它使人類得到了開啟電能寶庫的金鑰匙,後來發明發電機、電動機、變壓器以及交流電的利用等均是以此為基礎。人們利用水力、火力、風力等多種進行發電,得到源源不斷的廉價的電能,使人類走進了電氣時代。

目前電能產生的方式多種多樣,但絕大部分的基本工作原理仍是法拉第所發現的電磁感應。

6樓:大飛草記

電磁感應原理在風力發電機上的應用,你知道嗎?

7樓:精銳小毛老師

閉合電路的部分導體在磁場中作切割磁感線運動時,將會產生感應電流。從能量的角度看是將機械能轉換為電能

8樓:匿名使用者

電磁感應的本質可以追塑到麥克斯韋電磁場理論:變化的磁場在周圍空間產生電場,當導體處在此電場中時,導體中的自由電子在電場力作用下作定向移動而產生電流即感應電流;如果不是閉合迴路,則導體中自由電子的定向移動使斷開處兩端積累正、負電荷而產生電勢差----感應電動勢。

9樓:手機使用者

這個問題問得好!我給你直觀上講一下,具體的計算你就自己做吧。

切割磁感線,首先產生的是電動勢而非電能。只有當接上回路時,電動勢才能產生電流從而有電能發出。

電動機在利用電轉動時,確實在切割磁感線,從而產生與外加電動勢(電源提供的)方向相反的感應電動勢。這也是通過電動機的電流不滿足歐姆定律的原因。

當電動機空載時,忽略機械損耗、導線電阻造成的銅阻和渦流造成的鐵損,外加電動勢等於感應電動勢,輸入電動機的電流近乎為 0,不輸出轉矩,電動機也不消耗電能。

當電動機剛帶上負載時,電動機有一微小減速,使得感應電動勢小於外加電動勢,線圈中開始通過電流。電流切割磁感線產生電磁扭矩,與負載扭矩平衡;同時,電流產生的磁場增強了原來的磁場,加強了感應電動勢,使感應電動勢再次等於外加電動勢從而在電路中也達到平衡。此時電流不為 0,輸出轉矩,消耗電能。

關鍵在於,電動機切割磁感線產生的感應電動勢的方向與實際電流方向相反,所以要消耗電能。

電磁感應發電機的原理

10樓:中國數字科技館

電磁感應發電是著名的科學家法拉第發現的,法拉第關於電磁感應發電的發現使電能的大規模開發和廣泛應用成為可能,是對人類社會劃時代的貢獻。它使人類得到了開啟電能寶庫的金鑰匙,後來發明發電機、電動機、變壓器以及交流電的利用等均是以此為基礎。人們利用水力、火力、風力等多種進行發電,得到源源不斷的廉價的電能,使人類走進了電氣時代。

目前電能產生的方式多種多樣,但絕大部分的基本工作原理仍是法拉第所發現的電磁感應。

11樓:匿名使用者

這個問題問得好!我給你直觀上講一下,具體的計算你就自己做吧。

切割磁感線,首先產生的是電動勢而非電能。只有當接上回路時,電動勢才能產生電流從而有電能發出。

電動機在利用電轉動時,確實在切割磁感線,從而產生與外加電動勢(電源提供的)方向相反的感應電動勢。這也是通過電動機的電流不滿足歐姆定律的原因。

當電動機空載時,忽略機械損耗、導線電阻造成的銅阻和渦流造成的鐵損,外加電動勢等於感應電動勢,輸入電動機的電流近乎為 0,不輸出轉矩,電動機也不消耗電能。

當電動機剛帶上負載時,電動機有一微小減速,使得感應電動勢小於外加電動勢,線圈中開始通過電流。電流切割磁感線產生電磁扭矩,與負載扭矩平衡;同時,電流產生的磁場增強了原來的磁場,加強了感應電動勢,使感應電動勢再次等於外加電動勢從而在電路中也達到平衡。此時電流不為 0,輸出轉矩,消耗電能。

關鍵在於,電動機切割磁感線產生的感應電動勢的方向與實際電流方向相反,所以要消耗電能。

12樓:匿名使用者

⒈ 感應電流的產生條件和方向判定是高考命題頻率較高的內容,特別要注意楞次定律的應用。「阻礙」兩字是楞次定律的核心,它的含義可推廣為三種表達方式: ⑴ 阻礙原磁通量的變化(簡化為「增反減同」原則); ⑵ 阻礙導體的相對運動(簡化為「來拒去留」原則); ⑶ 阻礙原電流變化(自感現象)。

⒉ 法拉第電磁感應定律是電磁感應的核心內容,也是高考熱點之一。該定理定量地給出了感應電動勢的計算公式 ,概括了感應電動勢大小與穿過迴路的磁通量變化率成正比這一規律。

⑴ 根據不同情況, 可表達成 、 和 幾種情況。

⑵ 注意磁通量φ、磁通量的變化δφ、磁通量的變化率 三者區別。

⑶ 注意 和ε=blv的區別和聯絡。後者的v可以取平均速度,也可以取瞬時速度。

⒊ 電磁感應的應用一般是二個方面:

⑴ 電磁感應和電路規律的綜合應用。 主要將感應電動勢等效於電源電動勢,產生感應電動勢的導體等效於內電阻,其餘問題為電路分析和閉合電路歐姆定律的應用。

⑵ 電磁感應和力學規律的綜合應用。 此類問題特別注意動態分析。

如圖所示,用恆力拉動放在磁場中光滑框架上的 導體時,導體因切割磁感線產生感應電流,並受到安培力f的阻礙作用。其關係可表示如下:

設導體的質量為m,框架回路電阻r不變,其運動方程為

; 即 .

可見,隨著切割速度v的增加,導體的加速度a減少。當a=0時,速度達到最大值,v=vmax,這就是導體作勻速運動時的速度v勻=fr/b2l2。

在較複雜的電磁感應現象中,經常涉及求解焦耳熱問題,而且具體過程中感應電流是變數,安培力也是變數,但是從能量守恆觀點來看,安培力做多少功,就有多少電能轉化為其他形式的能,只要弄清能量的轉化途徑,用能量守恆處理問題可以省去許多細節,解題簡捷、方便。

[考題例析]

例題 如圖所示,固定於水平桌面上的金屬框架cdef,處於豎直向下的勻強磁場中,金屬棒ab擱在框架上,可無摩擦滑動。此時adeb構成一個邊長為l的正方形。棒的電阻為r,其餘部分電阻不計。

開始時磁感強度為b。

⑴ 若t=0時刻起,磁感強度均勻增加,每秒增量為k同時保持棒靜止。求棒中的感應電流。在圖上標出感應電流的方向。

⑵ 在上述 ⑴ 情況中,始終保持棒靜止,當t=t1s末時需加的垂直於棒的水平拉力為多大?

⑶ 若從t=0時刻起,磁感強度逐漸減小,當棒以恆定速度v向右做勻速運動時,可使棒中不產生感應電流,則磁感強度應怎樣隨時間變化(寫出b與t的關係式)?

解析 ⑴ 由於磁場的磁感強度均勻增加,且 ,在邊長l的正方形線框中產生感應電動勢和感應電流。據法拉第電磁感應定律 。由閉合電路歐姆定律 。

據楞次定律可判斷線框中感應電流為逆時針方向。

⑵ 在 末棒ab仍靜止,它受力情況為 ,而此時刻 ,則 , 。

⑶ 當棒中不產生感應電流即 時,據法拉第電磁感應定律 ,而δt≠0,所以δφ=0,即迴路內總磁通量 保持不變,而在t時刻的磁通量 。故 。

說明 本例是2023年上海高考題。它從b0增加和減少兩個方向設定問題。題目不難,概念性強,比較新穎,是考查電磁感應規律的一道好題。

什麼叫做電磁感應 電磁感應原理是什麼

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