第二節 發電機的原理

發電機正是通過改變線圈的磁通量,產生感應電動勢。在中,有一個簡單的發電機模型:一個單圈線圈在勻強磁場中轉動。在轉動的過程中,穿過線圈磁通量交替的增大和減小,所產生電動勢的大小和方向都在週期的改變。電動勢的方向可由楞次定律得知;也可將線圈分解成數段,藉由弗林明右手定則,判斷每一段在磁場中運動時,其電動勢的方向。

當線圈外接至電路,電路和線圈內便會有電流產生。根據楞次定律,電流會產生磁力,阻礙線圈的轉動。所以,維持線圈的轉動需要提供外力;而發電的過程,即是外力所作的功轉化為電能的過程。

根據法拉第定律,如要加強發電機線圈中的電動勢,可以通過以下方法:

  • 增加線圈的轉速
  • 增加線圈的匝數
  • 增加線圈的面積
  • 加大磁場的強度
  • 把線圈繞在軟鐵芯上,吸引更多的磁場穿過線圈
一個單圈線圈在均勻向下的磁場中轉動。線圈的兩端連接至外電路,形成閉合電路。穿過線圈的磁通量正比於線圈水平方向上投影的面積。當磁場從反方向穿過線圈時,磁通量為負值。磁通量減小的半圈和磁通量增大的半圈所產生的電動勢方向相反。
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