發(fā)電廠的電是怎么來的
因為在法拉第的時代，人們用電都是使用鋅、銅和鹽水制作的伏打電池，這種電池制作麻煩，電壓小，發(fā)的電不適于普通人使用。但是自然界的磁鐵資源非常豐富，如果使用磁鐵發(fā)電，那么電就能進入千家萬戶了。
法拉第為了這個理想進行了艱苦的實驗，他Z初的想法是將一塊磁鐵放在螺線管中，期待著電路中產(chǎn)生電流，但是一直沒有獲得成功。終于，在1831年法拉第的實驗獲得了突破：他發(fā)現(xiàn)：只有在磁鐵插入或者拔出螺線管的過程中，電路中才會產(chǎn)生電流。
法拉第終于明白：只有在運動和變化的過程中，磁鐵才能夠產(chǎn)生電流。法拉第將他的發(fā)現(xiàn)總結(jié)成五種情況，其中應用在現(xiàn)代發(fā)電機的情況是：在磁場中切割磁感線的導體可以產(chǎn)生電流。
比如：我們將一根導線與電流表相連，并且使得導線向右運動，這樣導線就好像切韭菜的刀一樣切斷了磁感線，電路中就會出現(xiàn)電流。而且我們可以使用右手定則判斷電流的方向：如果磁感線穿過右手的手心，大拇指指向?qū)Ь�運動的方向，那么右手四指的方向就是產(chǎn)生的電流方向。
按照這個原理，法拉第制作了早期的發(fā)電機：讓一個金屬圓盤在一塊馬蹄形磁鐵之間轉(zhuǎn)動，由于金屬圓盤的每一條半徑都可以看作切割磁感線的導體，因此圓盤中心和邊緣之間就會形成電流。
法拉第制作了發(fā)電機之后，英國財政大臣問他：你發(fā)現(xiàn)的這些東西很有趣，但是，它有什么用呢？法拉第回答道：哦，閣下，也許過不了多久，你就會對它收稅了。果然，現(xiàn)在電已經(jīng)成了我們生活必不可少的一部分，誰家用電不交錢呢？
早期的發(fā)電機，產(chǎn)生的都是直流電。所謂直流電就是電流方向不發(fā)生變化的電流。現(xiàn)在我們的家用電都是交流電，所謂交流電就是方向周期性變化的電流。
具體來說，兩孔插座中有一根線稱為“零線”，零線電壓與大地相同，所以觸摸零線不會觸電。另一根線稱為火線，火線電壓一會兒比大地高，一會兒比大地低。由于電流從高電壓流向低電壓，所以電流有時候從火線流過用電器再流回零線，有時候從零線流過用電器再流回火線，每個周期是1/50s，稱為50Hz的交流電。交流電與直流電相比Z大的優(yōu)點就是改變電壓十分方便，從而可以進行高壓傳輸以減小損耗。
那么，這種交流電又是如何產(chǎn)生的呢？
交流電可以通過一個線圈在磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生。比如圖中這種情況：在線圈旋轉(zhuǎn)時，右側(cè)導線向上運動，根據(jù)右手定則，產(chǎn)生的交流電從c流向d；左側(cè)導線向下運動，產(chǎn)生的交流電從a流向b，所以整個電路中的電流流向是cdab方向。在線圈外端通過兩個電刷與外部電路相連，于是電流就可以通過電刷從上向下流過燈泡。
半個周期之后，線圈旋轉(zhuǎn)半周，ab與cd交換位置，電流方向就會變?yōu)閎adc，這樣一來，電流就會從下向上流過燈泡。于是就形成了交流電。如果線圈勻速轉(zhuǎn)動，就形成了正弦交流電。
也就是說，只要能讓線圈與磁鐵發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，就可以產(chǎn)生電流。在現(xiàn)代發(fā)電機中，旋轉(zhuǎn)的其實不是線圈，而是磁鐵，稱為轉(zhuǎn)子。而線圈是不動的，稱為定子。同時，出于工程商的需要，發(fā)電機線圈有三組，任意兩組線圈都夾60度角。
這樣一來，當磁鐵在線圈中勻速轉(zhuǎn)動時，三組線圈中分別產(chǎn)生三個正弦交流電，而且每一個都比前一個滯后1/3周期。
這三個交流電會具有共同的零線（中性線）和不同的火線（輸出線）。在供電時，如果我們把某個火線和零線接入用電器，就是家用電220V， 如果我們把兩根火線接入用電器，就變成了工業(yè)用電380V。
那么， 我們?nèi)绾尾拍苁沟镁�圈或磁鐵轉(zhuǎn)動呢？這就取決于發(fā)電機的種類。水力發(fā)電機是靠水的沖擊使得渦輪機轉(zhuǎn)動，風力發(fā)電機是靠扇葉使發(fā)電機轉(zhuǎn)動，火力發(fā)電機是靠燃燒加熱水蒸氣推動渦輪機。這個過程需要消耗外界的能量�？傊�，發(fā)電機就是把其他形式能量轉(zhuǎn)化成電能的機器。
發(fā)電機被發(fā)明之后，各種用電器如雨后春筍般出現(xiàn)，人類由此進入了電氣時代。
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