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学习电子学/交流电

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一根(线圈)导线和一个磁铁,产生交流电

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磁铁会吸引铁和其他一些金属,但在这里我们要关注的是如何产生电力。一个简单的用铁屑和磁铁做的实验表明,存在一种叫做磁场的东西;这个场最强大(吸引力最大)的地方是在磁极附近,随着距离磁极的距离增加而逐渐减弱。

一根导线通常由铜制成,铜既不会被磁铁吸引也不会被磁铁排斥,但是,如果一根导线(通常由铜制成)位于变化的磁场中,或者导线本身被移动到磁场强度不同的位置,那么在该导线的两端就会产生电压。如果两根导线串联连接,那么该电压就会增加一倍,如果它是一个线圈,位于变化的磁场中,有 n 个匝数,那么电压就会增加 n 倍。如果一个电压表连接到该线圈的两端,并且线圈被移动,或者磁铁被移动,那么电压就会显示在电压表上。该电压的方向会不断变化,它会交替变化,因为这些变化是人为造成的,因此该电压是交流电压,如果在该线圈的两端之间形成一个完整的回路,那么交流电(AC)就会流过该回路。

  • 通常,一根或多根线圈固定在圆形外部,一个电磁铁在内部旋转,从而产生交流电压和/或交流电 (AC)。

1 想象一个简单的旋转磁铁;会发生什么?从磁铁处于线圈位于磁铁两极之间中点的位置开始,线圈处的磁场强度为零,因此线圈两端的电压为零。

2. 当磁铁继续旋转一小段距离时,其中一个磁极更靠近线圈,磁场强度发生变化,因此线圈两端出现电压;该电压的极性取决于电压表连接的方式;反转接线端会反转电压的指示极性。此外,极性还取决于磁铁的北极或南极更靠近线圈。由于磁铁旋转,其磁极交替地更靠近线圈,因此指示的电压也交替变化。

  • 通常,产生的交流电压连接到一个变压器,以提高电压,使之适合长距离传输,但此外还有传感器和开关,它们设计为在电流过高时断开,并且还确保磁铁或等效装置的旋转停止 - 否则旋转速度会增加,造成相当大的破坏,甚至可能造成人员伤亡。
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