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交流电是怎么来的?

十万个为什么 空空 2024-3-20 05:23:41 2次浏览

关于问题交流电是怎么来的?一共有 2 位热心网友为你解答:

【1】、来自网友【电子及工控技术】的最佳回答:

朋友们好,我是电子及工控技术,我来回答这个问题。我们所用的电分为直流电和交流电,在现实生产和生活中使用交流电的场合随处可见,比如现在电力系统的传输、家里使用的照明电路、工厂电气设备所用的电大都是交流电。交流电是如何得到的,这要从发电厂的源头说起。

我们知道发电厂发出的电是三相交流电,这个交流电是由三相交流发电机发出来的,当然在一定的场合中也会用到单相交流发电机,我记得小时候经常会看露天电影,有时在电影放映过程中突然会停电,这时放映员会使用发电机发电,就可以继续看电影了,当时用的发电机就属于单相发电机。

不管是单相发电机,还是三相发电机,它们都是采用电磁感应原理进行工作的。接下来我们分析一下交流发电机的工作过程就会明白交流电是如何产生的了。我们常见的发电机和电动机是非常类似的,它们也是由定子、转子以及轴承和端盖等部分组成。

发电机定子的作用是用来产生交流电的,它由铁芯、绕组和机座等固定的部件组成;转子是由转子铁芯、转子绕组、滑环等部件构成,在发电机中,转子的作用是产生磁场的,它安装在定子的里面,如下图所示。

转子在外力的作用下,比如我们说的水力发电、火力发电、风能发电、核能发电等,它们都是通过水轮机、蒸汽机等带动发电机的转子,使转子在发电机定子中旋转,在旋转的过程中就相当于定子切割磁力线运动,就产生了电压,然后我们再通过接线端子引出电线,就产生了电流了。

由于三相交流发电机中的定子是由三相绕组构成,每相绕组都相隔 120 度,接成 Y 形状,这样定子的三相绕组就产生了相互相差 120 度的电压,又由于转子在机械装置的带动下做旋转运动,因此三相绕组就产生了三相交流电了,示意图如下图所示。

从三根绕组中引出的线,我们叫火线,分别称为 A、B、C。从发电机转子的绕组公共端引出的线我们叫零线,称为 N 线。火线之间是 380V 的电压,而零线与火线之间是 220V 的电压,其示意图如下图所示。

其实,交流电又可分为正弦交流电和非正弦交流电,对于非正弦的交流电一般有锯齿波形状的、矩形波状的等等,这些非正弦的交流电一般都是通过特殊的处理方式得到的,一般用在特殊的场合。以上就是我对这个问题的简单看法,欢迎朋友们分享讨论,感谢点赞。

【2】、来自网友【爱较真的戴老师】的最佳回答:

交流电之父法拉第,他的名字一直会铭记在科学史上,

法拉第是量子菌最佩服的科学家之一,他从一名小学徒,刻苦专研,最终成为

交流电之父

,不仅研究了交流电产生的基本原理,而且设计出实用的交流发电机。可民科们崇拜的是特斯拉,其实法拉第才是真正逆袭的天才科学家。

起初,丹麦物理学家奥斯特在对电流进行研究时,利用通电导线发现了电场和磁场之间的联系,导线电流产生的磁场的方向遵循第一右手定则。而电流通过线圈而形成的磁铁,称为电磁铁。

明白了电流可以产生磁场,1822 年起,英国科学家法拉第就开始了他的新课题,那就是怎么利用磁场产生电。法拉第认为电流产生磁场,那磁场肯定也可以产生电流。经过十余年的尝试与各种失败之后,法拉第发现了,在磁场中运动的导线才可以产生出电流,也就是变化的磁场可以产生电流。

法拉第发现的这种利用导线和磁场相对运动产生电流的过程,被称为电磁感应。随后法拉第设计了发电机的原型,以多匝线圈缠绕在铁芯上做成转子,让转子在磁场中自由转动,线圈就可以不断切割磁力线,从而产生干感应电压,接入闭合电路后,就得到了感应电流。

随后,在大量科学家和工程师的努力下,各种改进的发电机不断涌现,例如交流发电机就是利用电刷-滑环装置,是转子自由的转动,把电流传递给外电路。这样产生的电流随着时间成正弦函数的变化。其中发电机的功率是电压和电流的乘积。各国民用的交流电的频率和电压都有所不同,例如美国日本采用的供电电压为 120 V, 欧洲一些国家和我国民用采用 220V,这些供电标准不同,也带来很多转换的麻烦。

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