從電閃雷鳴到燈火通明-你了解多少？

電站工程哥：全國各地來搬磚，期待與你的相遇！

在物理課中我們就學過：絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電。

1、電的發現

科學源於自然，又高於自然。就像牛頓通過蘋果掉地上，發現了地球萬有引力。富蘭克林與兒子放風箏，突然烏雲密布，電閃雷鳴，不一會就下起了大雨，富蘭克林趕緊收起風箏線，這時正好閃電現擊中風箏，富蘭克林與風箏線接觸的手感到麻木而後被彈開。後來通過各種實驗捕捉雷電，證明了閃電和地面上的電是一回事。

2、產生電的原理

根據法拉第電磁感應定律：即在閉合電路中部分導體切割磁感線運動，會產生感應電流。

根據右手定則：即張開右手讓拇指與四指垂直，大拇指指嚮導體運動方向，磁感線從手心穿過，四指指的方向為電流方向，如圖所示。

3、發電機原理

我國的民用電壓為220V，50Hz，發電機正常運轉時的轉速為3000r/min，即每秒切割磁感線50次。發電機的定子有電磁鐵（方便改變磁場的強弱），轉子有三組繞組，每個繞組相差120°，轉子每旋轉一圈三組繞組個切割磁感線一次。發電機多採用星型連接（Y型），三組繞組的末端連接到一起構成中性點（零線），引出一相O，首端分別引出一相即A、B、C，如圖所示：

轉子繞組示意圖

4、升壓與降壓

發電機發出來的電通過升壓變壓器升壓後，通過輸電網進行輸送；降壓變壓器是把輸電網輸送過來的高壓電降壓後供給用戶使用。升壓和降壓主要是利用電磁感應原理即：電生磁，磁生電。

根據楞次定律：感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化，即磁生電。

根據右手螺旋定則：即四指指向電流方向，大拇指所指的方向為磁通量的方向，即電生磁。

U1為一次電壓，即產生電流的電壓，根據右手螺旋定則可以判斷出，磁通量的方向為順時針；U2為二次電壓，即磁通量變化產生的電壓，根據楞次定律，感應出來的電流方向為順時針。

變壓器示意圖

感應電動勢為磁通量的變化率與線圈匝數的乘積，即

在整個鐵芯內磁通量是相同的，得：

只要改變線圈的纏繞匝數，就可實現電壓的升降。

5、電的輸送

發電機發出的電通過升壓變壓器升壓後，通過高壓電網進行輸送。為什麼要採用高壓輸電呢？一、可以減少電壓降；二、減少金屬材料的使用。

a）節約金屬材料

每台發電機的輸出功率一定由公式：

在功率不變得情況下，通過升高電壓，相應的電流就會減小，因此可以選用截面積小的導線進行輸送；

b）減少電壓降

在功率不變的情況下，電壓和電流成反比，電壓升高，電流減小，根據公式：

由公式可以得出，在整個輸送過程中高電壓輸送要比低電壓輸送更能減少電壓降和功率損耗。

作者：電站工程哥

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