相信有很多朋友都很好奇家裡用的電是怎麼來的,怎麼産生的?我們都知道電肯定是從發電廠發出來的,那為什麼發電廠就可以發電尼?今天我們就來研究講解這個問題。
為了解決這個問題,必須要想到一個人,他就是英國物理學家法拉第,一個小學都沒畢業偉大科學家。
一開始的時候人們都認為電和磁場是兩個不同概念,直到丹麥物理學家奧斯特發現了電流可以産生磁,依次法拉第就會想到既然電流能産生磁場,那麼磁能不能産生電流尼?如果磁能産生電流的話,那運用就相當廣泛了,因為自然界中到處都是磁鐵。
他仔細地研究了電流的磁效應現象,他認為既然電能産生磁,反過來,磁應該也可以産生電,于是,為了研究這個問題,他企圖把閉合的導線放在靜止的磁場中看看能否産生電流,但是實驗失敗了,經過近10年的不斷努力,最終發現了隻有在磁場中運動的導線才能産生電流,也就是切割磁感線才可以産生電流,這就是電磁感應定律。最後利用這個原理法拉第發明了曆史第一台圓盤發電機。
然而我們家裡的220伏交流電也是由電磁感應原理發出來的,交流電是由交流發電機産生的,交流發電機的原理如上圖所示,在兩個不同磁極N極和S極之間裝有可以轉動的圓柱形鐵芯,鐵芯上繞有線圈,線圈的出線兩端分别接在集電環上(集電環的作用是為了防止鐵芯轉動時導線攪在一起),然後再把集電環固定在轉軸上,每個集電環都與一個電刷相接觸,電刷固定不動,當轉子旋轉時,轉子線圈切割磁力線而産生感應電動勢,集電環随轉軸一起旋轉,利用集電環與電刷的摩擦接觸,将線圈中的感應電流引到負載上,由此形成供電電源。
由于單相發電機滿足不了380伏大功率用電,後來就有了三相交流發電機,三相交流發電機轉子是由三組相同繞組構成,每個繞組相差120度角,如下圖所示,由于三相繞組以相同的速度切割磁力線,所以電動勢最大值都相等。
通常會把三相發電機或者變壓器的三相繞組接成星形向外供電,把三相繞組的末端X、Y、Z連到一起,從首端A、B、C引出連接負載的導線,稱為星形連接,三相繞組末端的結點稱為電源的中性點,以字母O表示,其引出的導線稱為中線,又稱零線,每相引出的導線稱為相線,俗稱火線。即 O點為零線,A.B.C分别為三相火線。
相線與中線間的電壓稱為相電壓,即AO.BO.CO,任意兩相線間的電壓稱為線電壓,即AB.CA.BC,用向量法分析可得:線電壓超前于所對應的相電壓30度,即線電壓是相電壓根号3倍(如下圖所示),由于相電壓是對稱的,采用這種接法的特點是電源向負載提供兩種電壓,即相電壓和線電壓,相當于平常低壓系統所說的220V和380 V兩種電壓,這就是我們用電的由來。
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