電磁感應發電機的原理

2021-03-07 09:15:02 字數 2212 閱讀 5543

1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密鑰匙,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。

2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。只有當接上迴路時,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。

3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,用恒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,框架迴路電阻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構成乙個邊長為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。

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