峰_o努力

每天我们都离不开电，我们也知道家用电是从发电厂发出来的。但是发电厂是如何发电的呢？是谁第一个发现了这个原理呢？要了解这些，我们首先要从一个人物法拉第说起。

丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应之后，英国物理学家法拉第就想到：既然电流能够产生磁场，那么反过来，磁场是否能够产生电流呢？因为在法拉第的时代，人们用电都是使用锌、铜和盐水制作的伏打电池，这种电池制作麻烦，电压小，发的电不适于普通人使用。但是自然界的磁铁资源非常丰富，如果使用磁铁发电，那么电就能进入千家万户了。

法拉第为了这个理想进行了艰苦的实验，他最初的想法是将一块磁铁放在螺线管中，期待着电路中产生电流，但是一直没有获得成功。终于，在1831年法拉第的实验获得了突破：他发现：只有在磁铁插入或者拔出螺线管的过程中，电路中才会产生电流。

我们用现代的方法可以把法拉第的实验等效成上面的情况：用一个螺线管连接电流表，将一根磁铁插入螺线管的过程中，电流表就会产生示数。而且，插入的速度越快，电流表指针的偏转就越大。同样，在磁铁拔出螺线管的过程中，电流表指针也会偏转，只是方向相反。但是，如果磁铁在螺线管中保持静止不动，电路中就没有电流产生了。

法拉第终于明白：只有在运动和变化的过程中，磁铁才能够产生电流。法拉第将他的发现总结成五种情况，其中应用在现代发电机的情况是：在磁场中切割磁感线的导体可以产生电流。

比如：我们将一根导线与电流表相连，并且使得导线向右运动，这样导线就好像切韭菜的刀一样切断了磁感线，电路中就会出现电流。而且我们可以使用右手定则判断电流的方向：如果磁感线穿过右手的手心，大拇指指向导线运动的方向，那么右手四指的方向就是产生的电流方向。

按照这个原理，法拉第制作了早期的发电机：让一个金属圆盘在一块马蹄形磁铁之间转动，由于金属圆盘的每一条半径都可以看作切割磁感线的导体，因此圆盘中心和边缘之间就会形成电流。

法拉第制作了发电机之后，英国财政大臣问他：你发现的这些东西很有趣，但是，它有什么用呢？法拉第回答道：哦，阁下，也许过不了多久，你就会对它收税了。果然，现在电已经成了我们生活必不可少的一部分，谁家用电不交钱呢？

早期的发电机，产生的都是直流电。所谓直流电就是电流方向不发生变化的电流。现在我们的家用电都是交流电，所谓交流电就是方向周期性变化的电流。

具体来说，两孔插座中有一根线称为“零线”，零线电压与大地相同，所以触摸零线不会触电。另一根线称为火线，火线电压一会儿比大地高，一会儿比大地低。由于电流从高电压流向低电压，所以电流有时候从火线流过用电器再流回零线，有时候从零线流过用电器再流回火线，每个周期是1/50s，称为50Hz的交流电。交流电与直流电相比最大的优点就是改变电压十分方便，从而可以进行高压传输以减小损耗。

那么，这种交流电又是如何产生的呢？

交流电可以通过一个线圈在磁场中转动产生。比如图中这种情况：在线圈旋转时，右侧导线向上运动，根据右手定则，产生的交流电从c流向d；左侧导线向下运动，产生的交流电从a流向b，所以整个电路中的电流流向是cdab方向。在线圈外端通过两个电刷与外部电路相连，于是电流就可以通过电刷从上向下流过灯泡。

半个周期之后，线圈旋转半周，ab与cd交换位置，电流方向就会变为badc，这样一来，电流就会从下向上流过灯泡。于是就形成了交流电。如果线圈匀速转动，就形成了正弦交流电。

也就是说，只要能让线圈与磁铁发生相对转动，就可以产生电流。在现代发电机中，旋转的其实不是线圈，而是磁铁，称为转子。而线圈是不动的，称为定子。同时，出于工程商的需要，发电机线圈有三组，任意两组线圈都夹60度角。

这样一来，当磁铁在线圈中匀速转动时，三组线圈中分别产生三个正弦交流电，而且每一个都比前一个滞后1/3周期。

这三个交流电会具有共同的零线（中性线）和不同的火线（输出线）。在供电时，如果我们把某个火线和零线接入用电器，就是家用电220V， 如果我们把两根火线接入用电器，就变成了工业用电380V。

那么， 我们如何才能使得线圈或磁铁转动呢？这就取决于发电机的种类。水力发电机是靠水的冲击使得涡轮机转动，风力发电机是靠扇叶使发电机转动，火力发电机是靠燃烧加热水蒸气推动涡轮机。这个过程需要消耗外界的能量。总之，发电机就是把其他形式能量转化成电能的机器。

发电机被发明之后，各种用电器如雨后春笋般出现，人类由此进入了电气时代。

我们还要再谈谈法拉第——这个奖人类带入电器时代的人。法拉第生于一个铁匠家庭，由于家庭贫困，他只上了两年小学就辍学了，成为了一名订书匠的学徒。不过，这份工作让他接触到了大量的图书，接触了普通人无法接触到的各种文献，他被科学深深地迷住了。

在书店里一位老主顾的帮助下，20岁的法拉第有幸聆听了化学家戴维的演讲。他还把整理好的演讲记录写信邮寄给戴维，并表示自己愿意为科学献身的想法。

戴维看过法拉第的简历之后对他说：“年轻人我要告诉你，科学是很辛苦的，而且没有多少回报。”

法拉第回答道：“我认为科学本身就是一种回报。”

戴维被感动了，法拉第终于成为了戴维实验室的一名助手，他的科学梦想从戴维实验室开始成为了现实。后来，法拉第在物理、化学方面都取得了惊人的成就，成为了那个时代最伟大的科学家。

法拉第还是一位品德高尚的人。由于自己早年的经历，他非常重视对年轻学者的培养，并且鼓励了一批如麦克斯韦一样的科学巨匠。他拒绝了对自己的封爵，还两次拒绝成为皇家科学会会长，并表示不愿安葬在西敏寺——牛顿等人的长眠地。于是，人们，将他安葬在其他墓园，却在西敏寺牛顿的墓碑旁树立他的纪念碑。

顺便一说，他的入门恩师戴维也是一位著名化学家，人们认为戴维最大的贡献就是——发现了法拉第……

李永乐老师

交流的产生要从法拉第电磁感应说起！

而法拉第电磁感应又要从奥斯特实验说起。1822年奥斯特发现如上图的现象，即当闭合如上图电键时，小磁针会发生偏转。而小磁针只有受到磁场力的时候，才可能会偏转，因此，可以断定原来是通电直导线产生了磁场。这就是电生磁的原理！

法拉第等人受此启发，就设想：既然电可以生磁，那么磁也应该可以生电。其装置经改进以后就如上图所示，即如果磁铁插入线圈，线圈的检流计就会发生偏转；但是完全插入线圈时，检流计反而示数为零；但是当磁铁抽出线圈时，检流计就会反向偏转。这就是动磁生电的法拉第电磁感应定律。其本质是感应电动势正比于磁通量变化率：

其中E为感应电动势，n为线圈匝数、后面的式子就是磁通量随时间的变化率！

而由上面的实验，法拉第经过改进制成了一台如上图的交流流发电机。即让磁铁保持不动，但是让线圈在其中不停转动，这样也可以看做是动磁在生电。而灯泡忽明忽暗正说明，线圈在不同的位置其磁通量的变化率完全不同，因而感应电流完全不同。甚至当线圈和地表平行时，由于线圈与磁感线平行，没有磁感线通过线圈，因此磁通量变化率为0，感应电流为0，灯泡完全变暗！而当线圈垂直于地表时，磁感线的条数最多，因此磁通变化率最大，感应电流最大，灯泡最亮。

这就是交流电的产生的原理！

地震博士

交流电是怎么来的?

答；交流电是由多种能源动力驱动交流发电机而产生的。

为了远距离的将各地方发出来的交流电集中合理配送，就形成了一个庞大的电网。根据工业设备和人们生活用电电器的需要，用电力变压器将高压电降为标准的3×380V+N220V供人们生产生活用的交流电。请看下图

交流发电机的工作原理，是转动的导体线圈，在磁场中作切割磁力线而产生的。它是将其它机械能转代为电能的一种装置。

交流电的大小和方向均随时间作周期性的变化。它也是电的一种形式，有着它的特殊性，学习了解交流电必须注意它的三个特性；即周期和频率、最大值和有效值、相位和相位差。

为了直观描述交流电的性质，通常用波形图的方法。常见的如下图所表示。

人们所用的交流电（由发电厂送来的）是随时间连续变化的，其波形图如上图所示。从图中可以看出；时间t从0变化到t1，电流I由0上升到最大值Im；时间t从t1变化到t2时，电流I由最大值Im下降到0；时间t从t2变化到t3时，电流I由0下降到负的最大值-Im；时间t从t3变化到t4时，电流I由负最大值-Im又上升到0。之后它随时间继续变化，周而复始。

这种交流电往复变化一次所需要的时间叫做周期，用字母T表示，单位是秒。

而交流电在每秒钟里往复变化的次数叫做频率，用字母F表示，单位是赫芝，用HZ表示。

我国使用交流电的频率为50HZ，频率与周期的关系是；T=1/F。即我们用的电周期T=0 .02秒。

对于交流电的最大值和有效值，人们经常用有效值来表示。

有效值就是指；当交流电流过某一电阻，它在该电阻上所产生的热量与某一数值的直流电流过同一电阻所产生的热量相同时，人们就把这个直流电的数值称为交流电的有效值。有效值与最大值的关系如下；I有效值=1/√2×lm=0.707Im，U有效值=1/√2Um=0.707Um。

平时所说的220V交流电源以及万用表测量出来的交流电压或交流电流都是指有效值。

相位和相位差；人们在使用三相交流电时，常把一个周期分成360度来表示。如上上图靠右上角所示。它用弧度来表示。例如交流电变化半个周期，就可说为变化了180度（π弧度）如此类推。人们称每秒变化的角度为交流电的角频率，用字母ω表示。某一时刻t交流电的角度就是ωt。角频率ω与频率F之间的关系；ω=2兀F。我国交流电的ω=314就是这样来的。

上图右上上角的三相交流电的正弦函数表示如下；U=UmSin（ωt+φ）。式中Um交流电最大值，ω交流电的角频率，φ交流电的初相位（t=0时的相位），ωt+φ交流电在t时刻的相位角。由上上图可以看出，A相、B相、C相，三相之间相位差各是120度，A相超前B相120度，而B相又超前C相120度。

以上个人几十年前学的，难免有不足之处。

知足常乐于上海2018.4.24

知足常乐98954541

交流发电机，就可以发出交流电。发电机是利用法拉第发现的电磁感应现象制成的，下图是交流发电机的模型。
矩形线圈abcd可绕

当线圈逆时针从甲图经乙图到丙图的半周内，ab边向下运动，cd边向上运动可以利用右手定则判断，ab边中感应电流方向由b→a，cd边中感应电流方向由d→c，线圈中的电流方向由d→c→b→a，外部电流方向由电刷A到B。线圈继续从丙图经丁图到甲图的半周，ab边向上运动，cd边向下运动，ab边中感应电流方向由a→b，cd边中感应电流方向由c→d，线圈中电流方向由a→b→c→d，外部电流方向由电刷B到A。接着线圈继续转动，将重复上述过程。因此，线圈中感应电流方向和外电路电流方向都是周期性变化的。另外，甲图和丙图瞬间线圈不切割磁感线，不产生感应电流，乙图和丁图垂直切割磁感线，产生的感应电流最大。介于两图之间都斜着切割磁感线，并且从不切割到垂直切割或从垂直切割到不切割都是逐渐过渡的，所以产生的感应电流大小也是周期性变化的。这种大小和方向周期性变化的电流就叫交流电。

另外，用换向器（两个铜制的半坏）替换交流发电机上的铜滑环，虽然线圈中产生交流电，但供给外电路的却是直流电（方向不变的电流）。

甜甜向上314159

交流发电机发出的电，就是交流电。发电机的定子有三组线圈，在空间呈120度排列，转子是由闭环线圈组成，在外部动力的带动下旋转，剩磁切割定子线圈，产生了激磁电流，再返到转子线圈中，如此往复，最后达到平衡，这就是电磁感应现象，使发电机的定子线圈产生感应电动势，输出A、B、C三相正弦波交流电，因为发电机的转子在360度的空间旋转，感应电动势按正弦曲线变化的，是有大小、方向的矢量。我们知道的水力、火力、风力、柴油机、汽油机等发出的电，都是交流电。

另外还有直流电通过逆变器改变输出波形，形成交流电。

希望对你有所帮助

木木274314657

交流电有三相交流电和单相交流电之分。交流发电机是利用电磁感应原理进行工作的，下面我来以三相发电机为例。
发电机定子的各相绕组在空间位置上彼此相差120°，对称地嵌放在定子铁芯内侧电线槽内。它们的始端(U1，W1，V1)在空间位置上彼此相差120°。它们的末端(U2，W2，V2)在空间位置上彼此相差120°转子上装置着N，S两个磁极，当转子以一定速度旋转时，就会产生三相交流电。

真心无敌9

物理学过导体切割磁力线，或磁力线切割导体会产生电，目前的三相交流电是交流发电机由别的动力驱动而产生，动力有火力、风力、水力等，通常发电机由定子、转子组成，定子由电枢铁芯，三组互为120度夹角的绕组组成，转子为磁体(它励励磁系统或自并激励磁系统)，转子转动在定子绕组产生感应电动势，有负载时表现为电压电流，基本原理背后有许多实际的应用及方法，各有不同。

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首先，我们把大小和方向都随着时间变化而变化的电压，称为交流电压。注意是大小和方向2个参数，缺一不可。

我们日常用的交流电，大小和方向是按照正弦函数曲线变化，一般是由交流发电机发出来的，也有一部分是由光伏发电站发出来。

逆变器也可以把直流电转换成交流电。很多电子设备也可以把直流变成各种各样的交流电。

關鍵字: 法拉第 物理 科技