為什麼我們不利用地球提供的磁場來發電呢?

2020-11-24 騰訊網

這聽起來是個好主意,但不太實際。在我們解釋原因之前,讓我們先了解一下我們是如何發電的,以防有人在讀這篇文章的時候還不知道。

電(我們說「電流」)是帶電粒子流動的時候產生的,就像水管裡的水一樣。有兩種電荷——正電荷和負電荷。

正電荷吸引負電荷,但是兩個帶相同電荷的粒子(兩個都帶正電荷或兩個都帶負電荷)會相互排斥。這意味著它們會分開。換句話說,異性相吸。

通常,電流是由來自原子的微小負電荷構成的,這些負電荷被稱為「電子」。

我們能觸摸到的一切都是由原子構成的。每個原子都被一團電子所包圍,這些電子就像蜜蜂在蜂巢周圍隨機移動一樣,被原子中心(或「原子核」)的正電荷所吸引。

電流通常發生在電子離開原子流向其他原子的時候。

如何產生電流

我們產生電流的主要方式有三種。

首先是電池。在電池中,有一種「電化學反應」,使電子從一種原子轉移到另一種原子上,這種原子對電子具有更強的吸引力。

電池的設計是為了迫使這些電子通過電線進入我們的電子設備。

第二種方法是太陽能電池。光能被電子吸收在一種叫做「半導體」(通常是矽)的物質中,這種物質使電子運動,產生電流。

發電機工作原理

在強磁場中旋轉線圈

你需要這樣做,因為導線中的電子只有在運動時才能感覺到磁力。

為了提供足夠的電流,我們就必須在磁場中移動很多導線。我們通過在強磁場中快速旋轉線圈(包含許多線圈)來做到這一點。

在線圈的每一圈中,電子都會受到磁場的刺激,使它們移動,這就產生了電流。

可以用落水(這被稱為「水力發電」)、蒸汽(由煤、石油、天然氣、核能或太陽能產生)、風力渦輪機來旋轉線圈,等等。

在大多數發電機中,線圈每轉半圈,電子就會受到磁踢。在接下來的半圈中,他們會得到一個相反方向的磁踢。這意味著電流的方向在許多循環中保持快速的交換。

交換方向的電流稱為「交流電」,簡稱AC。電池只產生一個方向的電流,這便是「直流電」,簡稱DC。

在發電機中,我們沒有從磁場中吸收能量。進入電流的能量實際上來自於用來旋轉線圈的能量。

釹鐵硼磁鐵

回到地球磁場

現在回到問題:為什麼我們不利用地球磁場來發電?

發電機產生的電流的大小,主要取決於至少三個方面:1、線圈中有多少線圈迴路,2、線圈旋轉的速度有多快,3、磁場有多大。

地球的磁場非常弱,即使我們利用它發電,我們能得到的電流非常小。

有多小呢?你見過那些紐扣形狀的釹鐵硼磁鐵嗎?

它們的磁場大約是地球磁場的6000倍。發電機內部的磁場和這個差不多強。

甚至冰箱磁鐵的磁場也比地球磁場強200倍。

千萬不要以為體積約到,磁場就越大哦!

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