電動機的心臟:來源於電磁學的密切聯繫

2020-12-06 愛科學的恐龍哥哥

每當夜幕降臨,天黑的時候,大家都會看到什麼?

每當夜幕降臨的時候,大家都要開燈,電與我們生活中還有哪些關係,電給我們生活帶來很多幫助:比如煮飯,燒水,辦公等等。那你們知道電是怎樣創造的嗎?認識生活中常見的幾種發電方式。磁可以產生電嗎?

我們的生活中哪些地方用到了電?我們可以離開電嗎?為什麼?

通過統計和分析,我們不難體會到電在我們的生產、生活中已經廣泛運用,已經是我們現代生活不可缺少的因素。(電的發現與應用作為一項裡程碑式的科技成果,幾乎改變了人類的整個生活。電已成為現代生活不可缺少的因素之一)

那你們知道電是怎樣創造的嗎?

利用水流動的能量與水輪機配合,可以製成水力發電。風力發電,核能發電,核能發電,太陽能發電,也是我們常見的發電方式。

那磁能不能生電呢?

丹麥化學家漢斯·奧斯特發現如果電路中有電流通過,它附近的普通羅盤的磁針就會發生偏移。英國著名的科學家麥可·法拉第(Michael Faraday,1791年9月22日~1867年8月25日)從中得到了啟發,認為既然電能夠產生磁,反過來,磁也應該能產生電。於是他設計了各種各樣實驗仔細地分析電流的磁效應等現象,到1831年法拉第終於發現,當磁作用力發生變化時,線圈中就有電流產生。

比如兩個線圈發生相對運動,磁作用力的變化同樣也能產生電流。這樣,法拉第終於用實驗揭開了電磁感應定律。法拉第的這個發現掃清了探索電磁本質道路上的攔路虎,開通了在電池之外大量產生電流的新道路。根據這個實驗,1831年10月28日法拉第發明了圓盤發電機,這是法拉第第二項重大的電發明。這個圓盤發電機,結構雖然簡單,但它卻是人類創造出的第一個發電機。現代世界上產生電力的發電機就是從它開始的。

在通電導線的周圍產生了磁;閉合迴路的中的線圈或導體做切割磁感線運動時,在線圈或導體上就會產生電流。這種現象就是電磁感應。

磁生電的過程中,閉合迴路的一部分導體做切割磁感線運動時,在導體上就會產生電流的現象叫電磁感應現象,產生的電流叫做感應電流。

所以這裡要產生感應電流必須有變化的磁場,方法:要麼磁鐵不動,線圈動;要麼線圈動,磁鐵不動。

法拉第根據「磁場的改變產生電場」發明了發電機。

1821年,在丹麥化學家漢斯·奧斯特發現電磁現象後,戴維和威廉·海德·渥拉斯頓嘗試設計一部電動機,但沒有成功。在1831年,法拉第通過一連串重大的實驗,發現了電磁感應,並根據「磁場的改變產生電場」發明了發電機。法拉第圓盤是第一部發電機。馬蹄形磁鐵"(A)"通過圓盤"(D)"產生磁場。 當圓盤被轉動時,感應電流徑向向外從中心流向邊緣。

從此人類全面進入了電氣化時代!發電機被廣泛地使用在各種不同的發電站裡。發電廠都是用發電機發電的,只不過是推動發電機轉動的方法不同而已。

發電機是把動能或及其它形式的能量轉化成電能的裝置。一般的發電機是通過原動機先將各類一次能源蘊藏的能量轉換為機械能,然後通過發電機轉換為電能,經輸電、配電網絡送往各種用電場所。

那我們也來當個科學家利用磁生電做個發電機吧!我們可以找玩具中的電機改制。

手搖發電機可以用電動機改制,直流減速電機裡面有三個繞組,一對磁鐵,轉動線圈,就可以發電。大的發電機可以用家電的電動機改.家電的電動機是單相電動機,有兩個繞組,正好一個用做勵磁,一個用作發電.因為兩個繞組是對稱的,所以隨便哪個都可以.但由於繞組是供220V用的,勵磁電壓要直流電壓除繞組的直流電阻,要等於電動機的額定電流的一半,使用時,用電流表測電流,調節電流以保證有足夠的勵磁,但家用電器是高速使用,轉速遠高於手搖,因此這樣使用效率很低。

發電機是由線圈作為轉子,磁鐵作為定子,形成穩定的磁場。

在發電的過程中,我們發現:1.搖動搖把速度越快,發出的電越強,小燈泡越亮,實驗效果越好。2.反接LED燈,搖動搖把不亮;反搖動發電機,小燈泡,不發電。說明LED燈具有單向導電性,即接入發電機時發光有方向要求。

原理:當手搖發電機時,使發電機裡面的線圈在磁場中連續轉動切割磁場,產生電流,有了電流,二極體就會發光。

大家今天的科學知識就到這裡,我們下期再見!

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  • 一文讀懂電磁學發展史[圖文版]
    但後來,科學會證實磁與電之間的密切關係。近代研究史對電磁學做出偉大貢獻的有法拉第、歐姆、奧斯特、安培、麥克斯韋等。丹麥物理學家奧斯特最先發現了電和磁之間的聯繫。法拉第在電磁感應的基礎上,製成了一架儀器,能使磁針不停地圍繞著固定的導體旋轉,從而弄清楚了電動機的工作原理。遺憾的是,他沒有對電動機進行進一步的研製,又轉人電化學的研究。感生電流的發現,充分揭示了磁和電的內在聯繫,電不僅能轉化為磁,而且磁也能轉化為電。同時,為人類利用新能源開闢了前景,預示著人類將要進人電氣時代。
  • 電磁學中permittivity的中文表述
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  • 電磁學 視頻教程 北京大學陳秉乾教授
    電磁學課程包括靜電場、恆磁場、電磁感應、電磁介質、電路、麥克斯韋電磁場理論、電磁波等內容。電磁學中最重要的概念是「場」。場與質點不同,是在空間具有連續分布的客體,它的規律要從總體上去把握。場在空間的分布不一定直接與場源相聯繫,臨近各點之間場的分布也是緊密相關的。描述和處理「場」所需的概念(如通量、環量)和方法與力學、熱學課程中所遇到的大不相同。
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    來源於人類胚胎幹細胞的心外膜細胞增強心肌細胞驅動的心臟再生 作者:小柯機器人 發布時間:2019/8/5 21:02:28 英國劍橋大學Sanjay Sinha和美國華盛頓大學Charles
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  • 僅有小學文化,卻成為電磁學先驅——法拉第
    後來,法拉第為了維持生計,來到了書店做裝訂工,法拉第從小就聰明好學,善於動腦子思考並且喜歡親手做實驗,這為他以後可以做出各種各樣的電磁學實驗打下來實踐基礎,當他在圖書館工作的時候,法拉第如饑似渴地閱讀各類書籍。尤其是《大英百科全書》中關於電學的文章,強烈地吸引著他,他努力地將書本知識付諸實踐,利用廢舊物品製作靜電起電機,進行簡單的化學和物理實驗。
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    大家好,今天小編給大家介紹的是關於電磁學的知識。下面就跟著小編一起來看看吧!一個多世紀以來,人們對電的認識應該從「萊頓瓶」說起。奧斯特的實驗成功地證實了這些,1820年奧斯特寫出了《關於電的排斥力對磁針的影響的各種實驗》的論文,他首次把電和磁聯繫在一起了。1822年法國人阿拉果和蓋.呂薩克,將導線環繞在鐵塊上。通電的結果是鐵塊被磁化了,這就是電磁鐵。安培的實驗更為簡單直接,他直接對線圈通電吸引鐵物。並指出方向相同的兩根平行電流相互吸引,相反方向的兩根平行電流相互排斥。
  • 電動機的原理詳解
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