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三相交流电源如何产生?线圈是如何能产生单个电动势?发电机原理

作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:3270    更新时间:2021-06-19
三相交流发电机的定子中,放置三个线圈,三个线圈的空间位置各差120度。发电机的转子安装磁极,并以ω速度旋转,三个线圈便可产生三个单相电动势。
每个线圈有首端和末端,三个线圈的首端标记A、B、C,也就是我们熟知的A相、B相、C相。对应的末端标记X、Y、Z。三相电源的联结采用星型联接,将三个线圈的末端联接成一点,把三个线圈首端作为外电路的相联接的端点。可见,我们民用电只是取三相电路中的一相,即单相交流电路。

三相发电机原理图 

线圈是如何能产生单个电动势?
发电机的工作原理是基于法拉第电磁感应定律,可又分动生点和感生电。
动生电,导体在磁场做切割磁感线运动,导体在磁场运动快慢决定电动势大小。感生电,导体不运动,改变电路磁感应强度,引起电路磁通量变化产生电动势。
显而易见,发电机采用的是法拉第电磁感应定律中的感生电方式,电路中的磁通量变化产生感应电动势。感应电流有没有,与电路闭合有关,感应电动势与电路闭合不闭合无关。因此,发电机在工作时,一定有感应电动势产生。
线圈的首端和末端有电势差,因为线圈中的自由电荷在磁场中受到洛伦兹力作用而发生电荷转移,使得线圈两端不断积累电荷,此时线圈首末端的电场也越来越强,当电场力与洛伦兹力相等,自由电荷不再定向转移,此时达到峰值电压即可311V。同理可知,三个线圈只是空间位置不同,相位互差120度,但电动势幅值相等、频率相同。
由此可知,一个线圈就是一个单相交流电源,首先说和末端之间连接负载,即可使负载得到感应电动势和感应电流,使负载工作。我们生活用电是单相交流电源,电压峰值可达到311V,电压有效值是220V,因此我们常说的220V电压是单相交流电源的有效值电压,并不是峰值电压。


Tags:发电机,三相电,电磁感应  
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