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學習電子學/交流電

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一根(線圈)導線和一個磁鐵,產生交流電

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磁鐵會吸引鐵和其他一些金屬,但在這裡我們要關注的是如何產生電力。一個簡單的用鐵屑和磁鐵做的實驗表明,存在一種叫做磁場的東西;這個場最強大(吸引力最大)的地方是在磁極附近,隨著距離磁極的距離增加而逐漸減弱。

一根導線通常由銅製成,銅既不會被磁鐵吸引也不會被磁鐵排斥,但是,如果一根導線(通常由銅製成)位於變化的磁場中,或者導線本身被移動到磁場強度不同的位置,那麼在該導線的兩端就會產生電壓。如果兩根導線串聯連線,那麼該電壓就會增加一倍,如果它是一個線圈,位於變化的磁場中,有 n 個匝數,那麼電壓就會增加 n 倍。如果一個電壓表連線到該線圈的兩端,並且線圈被移動,或者磁鐵被移動,那麼電壓就會顯示在電壓表上。該電壓的方向會不斷變化,它會交替變化,因為這些變化是人為造成的,因此該電壓是交流電壓,如果在該線圈的兩端之間形成一個完整的迴路,那麼交流電(AC)就會流過該回路。

  • 通常,一根或多根線圈固定在圓形外部,一個電磁鐵在內部旋轉,從而產生交流電壓和/或交流電 (AC)。

1 想象一個簡單的旋轉磁鐵;會發生什麼?從磁鐵處於線圈位於磁鐵兩極之間中點的位置開始,線圈處的磁場強度為零,因此線圈兩端的電壓為零。

2. 當磁鐵繼續旋轉一小段距離時,其中一個磁極更靠近線圈,磁場強度發生變化,因此線圈兩端出現電壓;該電壓的極性取決於電壓表連線的方式;反轉接線端會反轉電壓的指示極性。此外,極性還取決於磁鐵的北極或南極更靠近線圈。由於磁鐵旋轉,其磁極交替地更靠近線圈,因此指示的電壓也交替變化。

  • 通常,產生的交流電壓連線到一個變壓器,以提高電壓,使之適合長距離傳輸,但此外還有感測器和開關,它們設計為在電流過高時斷開,並且還確保磁鐵或等效裝置的旋轉停止 - 否則旋轉速度會增加,造成相當大的破壞,甚至可能造成人員傷亡。
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