交流電是如何產生的?

交流電也稱“交變電流”,簡稱“交流”,英文縮寫AC(Alternating Current),它的最基本的形式是正弦電流,當發現了電磁感應後,產生交流電流的方法則被發現。

交流電是如何產生的?

我國交流電的頻率為50Hz;歐美的多為60Hz。

交流電是如何產生的?

來自插座的交流電的電壓變化幅度很大,可達到10V以上。

電網的商用、民用交流電並不穩定,受到接入電網的負載的影響很大。很簡單的一個例子是,許多農村地區,一到晚上用電戶增多,電網電壓就明顯下降。同時交流電還存在多種不同形式的干擾,例如火花干擾。

交流電是如何產生的?

交流電是如何產生的?

一個生活常識是,日常所用的220V交流電是發電廠生產的。不論是什麼發電廠,最終都是以其他形式的能量通過輪機帶動發電機的轉子旋轉,使發電機出現線圈切割磁力線的相對運動,產生感應電動勢。

交流電是如何產生的?

實際的發電機結構比較複雜,不同的發電機構造也有所不同,但發電機的基本原理是一樣的。

交流電是如何產生的?

0°~90°轉動

下面所示的是最簡單的交流發電機模型。靜止的磁極N、S(定子)之間是鐵芯轉子,轉子上繞著線圈(模型圖中未畫出轉子,且只畫出一匝線圈)。線圈兩端分別連接彼此絕緣的銅環(滑環),外部電路經電刷與滑環接觸,形成一個閉合迴路。

交流電是如何產生的?

線圈的ad、bc段與磁力線平行,不會產生感應電動勢。線圈的ab、cd段將做切割磁力線的運動,產生感應電動勢。利用右手定則很容易判斷感應電流的方向。

90°~180°轉動

線圈ab段,向下,電流b指向a;

線圈cd段,向上,電流d指向c。

這個階段的電壓、電流方向與前一階段的電壓、電流方向一致。

交流電是如何產生的?

180°~270°轉動

交流電是如何產生的?

270°~360°轉動

線圈ab段,向上,電流a指向b;

線圈cd段,向下,電流c指向d。

這個階段的電壓、電流方向與前一階段的電壓、電流方向一致。

交流電是如何產生的?

重複週期

若從360°處繼續旋轉,方向又開始改變,重複上一個週期的變化。假若我們將其旋轉角度、波形形成結合起來,就得到下面的圖形。持續旋轉,就得正弦AC電源。

交流電是如何產生的?


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