第三章第一節(jié)~第二節(jié)

1、第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第一節(jié)電磁技術(shù)的發(fā)展第一節(jié)電磁技術(shù)的發(fā)展第二節(jié)電機的發(fā)明對能源第二節(jié)電機的發(fā)明對能源利用的作用利用的作用欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展目標導航目標導航1.了解電磁技術(shù)的發(fā)展過程及對社會發(fā)展的了解電磁技術(shù)的發(fā)展過程及對社會發(fā)展的影響影響2知道能源的分類及如何利用能源知道能源的分類及如何利用能源3電機對能源利用的作用電機對能源利用的作用(重點和難點重點和難點)欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電

2、磁技術(shù)與社會發(fā)展新知初探自學導引新知初探自學導引一、古代對電和磁的認識一、古代對電和磁的認識古希臘哲學家泰勒斯的記載用木塊摩擦過的古希臘哲學家泰勒斯的記載用木塊摩擦過的琥珀能夠吸引碎草等輕小物體的現(xiàn)象琥珀能夠吸引碎草等輕小物體的現(xiàn)象我國文字記載的電磁現(xiàn)象：殷商時代的甲骨我國文字記載的電磁現(xiàn)象：殷商時代的甲骨文中就有文中就有“雷雷”字；西周時代的青銅器上刻字；西周時代的青銅器上刻有有“電電”字；字；欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展西漢末年，就有過摩擦的玳瑁能吸引微小物西漢末年，就有過摩擦的玳瑁能吸引微小物體的記載；東漢王充把琥珀摩擦后可以吸引體的記載；東漢王充把琥

3、珀摩擦后可以吸引微小物體與磁石吸引針的現(xiàn)象同時提出微小物體與磁石吸引針的現(xiàn)象同時提出利用磁石指南的特性發(fā)明的利用磁石指南的特性發(fā)明的_，是電，是電磁領(lǐng)域的第一個重大發(fā)明指南針的應(yīng)用，磁領(lǐng)域的第一個重大發(fā)明指南針的應(yīng)用，推動了人類航海事業(yè)的發(fā)展，促進了世界文推動了人類航海事業(yè)的發(fā)展，促進了世界文化的交流化的交流指南針指南針欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展二、近代電磁技術(shù)與第二次工業(yè)革命二、近代電磁技術(shù)與第二次工業(yè)革命近代電磁領(lǐng)域的重要發(fā)明與發(fā)現(xiàn)近代電磁領(lǐng)域的重要發(fā)明與發(fā)現(xiàn)科學家科學家時間時間發(fā)明或發(fā)現(xiàn)成果發(fā)明或發(fā)現(xiàn)成果伏打伏打1800年年_奧斯特奧斯特1820年年

4、_發(fā)明電池發(fā)明電池發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展科學家科學家時間時間發(fā)明或發(fā)現(xiàn)成果發(fā)明或發(fā)現(xiàn)成果亨利亨利1827年年發(fā)明實用的電磁鐵發(fā)明實用的電磁鐵法拉第法拉第1831年年_西門子西門子1866年年發(fā)明實用的自激式發(fā)明實用的自激式直流發(fā)電機直流發(fā)電機愛迪生愛迪生1879年年發(fā)明白熾燈發(fā)明白熾燈特斯拉等特斯拉等19世紀世紀80年代末年代末發(fā)明交流輸電技術(shù)發(fā)明交流輸電技術(shù)發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)定律發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)定律欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展近代電磁領(lǐng)域的發(fā)明、發(fā)現(xiàn)，催生了電力工近代電磁領(lǐng)域的發(fā)明、發(fā)現(xiàn)，催生

5、了電力工業(yè)，引發(fā)了第二次工業(yè)革命，促進了社會發(fā)業(yè)，引發(fā)了第二次工業(yè)革命，促進了社會發(fā)展展欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展三、現(xiàn)代電磁技術(shù)的發(fā)展三、現(xiàn)代電磁技術(shù)的發(fā)展1電力、電子信息、電信產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟電力、電子信息、電信產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟中占有重要地位中占有重要地位2信息交流領(lǐng)域的電磁技術(shù)的發(fā)明成果信息交流領(lǐng)域的電磁技術(shù)的發(fā)明成果19世紀末期，莫爾斯發(fā)明電報世紀末期，莫爾斯發(fā)明電報19世紀末期，貝爾發(fā)明電話世紀末期，貝爾發(fā)明電話欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展19世紀六十年代，麥克斯韋預(yù)言世紀六十年代，麥克斯韋預(yù)言_的的存在赫茲用實驗

6、證實電磁波的存在存在赫茲用實驗證實電磁波的存在19世紀末期，馬可尼發(fā)明世紀末期，馬可尼發(fā)明_20世紀早期，出現(xiàn)廣播和電視世紀早期，出現(xiàn)廣播和電視20世紀末期，出現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)世紀末期，出現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)3_是現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，極大地促是現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，極大地促進了社會的發(fā)展進了社會的發(fā)展電磁波電磁波無線電通信無線電通信電磁技術(shù)電磁技術(shù)欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展四、能源及其利用方式四、能源及其利用方式1按基本形態(tài)分類按基本形態(tài)分類直接利用直接利用欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展2按再生性分類按再生性分類再生能源再生能源非再生能源非再生能源

7、欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展五、電機與能源五、電機與能源1電能是應(yīng)用最廣泛的能源，通過電能是應(yīng)用最廣泛的能源，通過_可可使電能與其他形式的能相互轉(zhuǎn)換使電能與其他形式的能相互轉(zhuǎn)換電機電機電能電能機械能機械能欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展3電機把一次能源轉(zhuǎn)換成機械能的過程如電機把一次能源轉(zhuǎn)換成機械能的過程如下：下：欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展要點突破思維啟動要點突破思維啟動1把機械能轉(zhuǎn)化為電能把機械能轉(zhuǎn)化為電能發(fā)電機的發(fā)明發(fā)電機的發(fā)明在法拉第發(fā)明了圓盤發(fā)電機后，各種各樣的在法拉第發(fā)明了圓盤發(fā)電

8、機后，各種各樣的發(fā)電機設(shè)計方案如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)發(fā)電機設(shè)計方案如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)對發(fā)電機和電動機的認識對發(fā)電機和電動機的認識欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展(1)第一臺永磁發(fā)電機第一臺永磁發(fā)電機1832年，法國的皮克西年，法國的皮克西(H.Pixii)發(fā)明了用永久發(fā)明了用永久磁鐵制造的發(fā)電機如圖所示這臺機器用手磁鐵制造的發(fā)電機如圖所示這臺機器用手搖驅(qū)動，使磁鐵相對于線圈旋轉(zhuǎn)搖驅(qū)動，使磁鐵相對于線圈旋轉(zhuǎn)皮克西的永磁發(fā)電機皮克西的永磁發(fā)電機欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展由于永久磁鐵的磁場較弱，手搖的轉(zhuǎn)速較小由于永久磁鐵的磁場較弱

9、，手搖的轉(zhuǎn)速較小,因此得到的功率也較小，但這是根據(jù)法拉第因此得到的功率也較小，但這是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理制造的第一臺有實用意義的發(fā)電磁感應(yīng)原理制造的第一臺有實用意義的發(fā)電機電機欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展1834年，英國的克拉克年，英國的克拉克(E.M.C1arke)制造了一制造了一臺帶有整流子的手搖永磁發(fā)電機如圖所示它臺帶有整流子的手搖永磁發(fā)電機如圖所示它能得到比當時的化學電池更高的電壓，可以作能得到比當時的化學電池更高的電壓，可以作為實驗室所需要的電源為實驗室所需要的電源克拉克的手搖永磁發(fā)電機克拉克的手搖永磁發(fā)電機欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)

10、展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展(2)向大電流發(fā)展向大電流發(fā)展此后，許多發(fā)明者制造了一系列改進的發(fā)電此后，許多發(fā)明者制造了一系列改進的發(fā)電機，朝著增大電流方向發(fā)展有的用三個蹄機，朝著增大電流方向發(fā)展有的用三個蹄形磁鐵組合在一起，有的將許多蹄形磁鐵呈形磁鐵組合在一起，有的將許多蹄形磁鐵呈輻射狀排列，用以增大磁場其中，英國的輻射狀排列，用以增大磁場其中，英國的霍姆斯霍姆斯(F.H.Holmes)對永磁發(fā)電機的發(fā)展起對永磁發(fā)電機的發(fā)展起了很大的作用為了使燈塔更明亮，了很大的作用為了使燈塔更明亮，欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展他曾制造了一臺用他曾制造了一臺用36個個U形磁鐵

11、組成的大型永形磁鐵組成的大型永磁發(fā)電機這臺機器占地約磁發(fā)電機這臺機器占地約0.45m2，重，重2t,效效率很低，當用一臺轉(zhuǎn)速為率很低，當用一臺轉(zhuǎn)速為600r/min的蒸汽機的蒸汽機驅(qū)動時，輸出功率還不到驅(qū)動時，輸出功率還不到1.5kW，但是，它，但是，它確實能使燈塔發(fā)出更明亮的光法拉第也說確實能使燈塔發(fā)出更明亮的光法拉第也說,發(fā)出的光是發(fā)出的光是“如此地強烈，如此地厚實，如如此地強烈，如此地厚實，如此地凝聚，如此地沒有暗影的晃動，以至于此地凝聚，如此地沒有暗影的晃動，以至于人們不能不渴望它的成功人們不能不渴望它的成功”欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展(3)電磁鐵

12、代替永磁鐵電磁鐵代替永磁鐵為了增強磁場，一些發(fā)明者另辟蹊徑，提為了增強磁場，一些發(fā)明者另辟蹊徑，提出了用電磁鐵代替永磁鐵的設(shè)想最初，出了用電磁鐵代替永磁鐵的設(shè)想最初，用伏打電池給電磁鐵供電，發(fā)電量有了很用伏打電池給電磁鐵供電，發(fā)電量有了很大提高大提高1866年，德國人西門子年，德國人西門子(E.W.Siemens)和英和英國人瓦利國人瓦利(S.A.Varley)分別發(fā)明了自激發(fā)電分別發(fā)明了自激發(fā)電機機(如圖所示如圖所示)欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展這種發(fā)電機利用自身發(fā)出的電，使磁極線圈這種發(fā)電機利用自身發(fā)出的電，使磁極線圈產(chǎn)生磁場，大大提高了發(fā)電機的效率自激

13、產(chǎn)生磁場，大大提高了發(fā)電機的效率自激發(fā)電機稱得上是現(xiàn)代實用發(fā)電機的雛形發(fā)電機稱得上是現(xiàn)代實用發(fā)電機的雛形欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展今天，人們普遍承認，制造第一臺能夠產(chǎn)生真今天，人們普遍承認，制造第一臺能夠產(chǎn)生真正連續(xù)電流的、具有實用尺寸的直流發(fā)電機的正連續(xù)電流的、具有實用尺寸的直流發(fā)電機的榮譽應(yīng)歸于比利時的格拉榮譽應(yīng)歸于比利時的格拉(Z.T.Gramme)他他于于1873年首先在維也納展出了直流電動機年首先在維也納展出了直流電動機(如如圖所示圖所示)，接著很快就生產(chǎn)了適應(yīng)燈塔照明、，接著很快就生產(chǎn)了適應(yīng)燈塔照明、電鍍、工廠照明等各種不同用途的發(fā)電機電鍍、工

14、廠照明等各種不同用途的發(fā)電機格拉姆的直流發(fā)電機格拉姆的直流發(fā)電機欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展(4)愛迪生的推廣愛迪生的推廣隨著白熾燈的發(fā)明，隨著白熾燈的發(fā)明，1880年，美國發(fā)明家愛年，美國發(fā)明家愛迪生改進了西門子發(fā)電機，使它可以廣泛地迪生改進了西門子發(fā)電機，使它可以廣泛地應(yīng)用在家用照明和動力上從此，發(fā)電機才應(yīng)用在家用照明和動力上從此，發(fā)電機才得到廣泛的應(yīng)用，開始了以電的應(yīng)用為標志得到廣泛的應(yīng)用，開始了以電的應(yīng)用為標志的世界的世界“第二次產(chǎn)業(yè)革命第二次產(chǎn)業(yè)革命”欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展從法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)原理至愛迪生把

15、電從法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)原理至愛迪生把電的應(yīng)用推廣到工業(yè)生產(chǎn)的各個方面，經(jīng)歷的應(yīng)用推廣到工業(yè)生產(chǎn)的各個方面，經(jīng)歷了整整了整整50年的時間究其原因，除了早期年的時間究其原因，除了早期的發(fā)電機采用永久磁鐵，磁場弱、電流小的發(fā)電機采用永久磁鐵，磁場弱、電流小的缺陷外的缺陷外,另一方面的原因是社會上還沒有另一方面的原因是社會上還沒有電燈、感應(yīng)電動機，對電力的需要不像愛電燈、感應(yīng)電動機，對電力的需要不像愛迪生發(fā)明電燈后那么迫切因此，發(fā)電機迪生發(fā)明電燈后那么迫切因此，發(fā)電機的發(fā)展較為緩慢的發(fā)展較為緩慢欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展2把電能轉(zhuǎn)化為機械能把電能轉(zhuǎn)化為機械能電動機

16、的發(fā)明電動機的發(fā)明根據(jù)奧斯特關(guān)于載流導線的電沖突是圓形的根據(jù)奧斯特關(guān)于載流導線的電沖突是圓形的描述，法拉第設(shè)計了如圖的裝置當他接通描述，法拉第設(shè)計了如圖的裝置當他接通電源后，左邊磁棒繞導線旋轉(zhuǎn)，右邊導線繞電源后，左邊磁棒繞導線旋轉(zhuǎn)，右邊導線繞磁棒旋轉(zhuǎn)，這就是有名的磁棒旋轉(zhuǎn)，這就是有名的“電磁旋轉(zhuǎn)實驗電磁旋轉(zhuǎn)實驗”這是繼奧斯特發(fā)現(xiàn)之后的又一個重大進展，這是繼奧斯特發(fā)現(xiàn)之后的又一個重大進展，它使奧斯特的瞬間運動變得連續(xù)起來它使奧斯特的瞬間運動變得連續(xù)起來欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展世界上第一臺電動機的雛形在法拉第的創(chuàng)造世界上第一臺電動機的雛形在法拉第的創(chuàng)造性實驗

17、中被孵化出來了，這預(yù)示著將要有新性實驗中被孵化出來了，這預(yù)示著將要有新的動力機械造福人類了的動力機械造福人類了欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展1感應(yīng)電動機的結(jié)構(gòu)感應(yīng)電動機的結(jié)構(gòu)感應(yīng)電動機如圖所示，它同樣由定子和轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機如圖所示，它同樣由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成定子由鐵芯和嵌在鐵芯中互兩大部分組成定子由鐵芯和嵌在鐵芯中互成成120角的三組線圈組成轉(zhuǎn)子是由鐵芯和角的三組線圈組成轉(zhuǎn)子是由鐵芯和嵌在鐵芯上的閉合導體構(gòu)成閉合導體的外嵌在鐵芯上的閉合導體構(gòu)成閉合導體的外形像個鼠籠，因此又叫鼠籠式感應(yīng)電動機形像個鼠籠，因此又叫鼠籠式感應(yīng)電動機感應(yīng)電動機的結(jié)構(gòu)和原理感應(yīng)電動

18、機的結(jié)構(gòu)和原理欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展當在定子的三組線圈中通以三相交變電流時當在定子的三組線圈中通以三相交變電流時,轉(zhuǎn)子就會迅速反向轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子就會迅速反向轉(zhuǎn)動欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展2剖析感應(yīng)電動機的原理剖析感應(yīng)電動機的原理如圖所示，在一個蹄形磁鐵中間放置一枚小如圖所示，在一個蹄形磁鐵中間放置一枚小磁針，當磁鐵轉(zhuǎn)動時，由于磁極間的相互作磁針，當磁鐵轉(zhuǎn)動時，由于磁極間的相互作用，它會帶著小磁針一起轉(zhuǎn)動用，它會帶著小磁針一起轉(zhuǎn)動如果在蹄形磁鐵中放置一個閉合的小鋁框如果在蹄形磁鐵中放置一個閉合的小鋁框(如如圖圖)，當磁鐵轉(zhuǎn)

19、動時，可以發(fā)現(xiàn)小鋁框會跟隨，當磁鐵轉(zhuǎn)動時，可以發(fā)現(xiàn)小鋁框會跟隨著磁鐵轉(zhuǎn)動這是什么道理呢？著磁鐵轉(zhuǎn)動這是什么道理呢？欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展因為磁鐵轉(zhuǎn)動時，穿過鋁框的磁通量發(fā)生了因為磁鐵轉(zhuǎn)動時，穿過鋁框的磁通量發(fā)生了變化，鋁框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流跟磁變化，鋁框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流跟磁鐵磁場的相互作用，使它跟隨著磁鐵轉(zhuǎn)動鐵磁場的相互作用，使它跟隨著磁鐵轉(zhuǎn)動欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展這個實驗告訴我們：如果設(shè)法在空間形成一這個實驗告訴我們：如果設(shè)法在空間形成一個旋轉(zhuǎn)的磁場，那么放在旋轉(zhuǎn)磁場中的閉合個旋轉(zhuǎn)的磁場，那么放在旋轉(zhuǎn)磁場中的閉合導體，就會在電磁相互作用的驅(qū)動下發(fā)生轉(zhuǎn)導體，就會在電磁相互作用的驅(qū)動下發(fā)生轉(zhuǎn)動動研究表明：三相交變電流能在空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)研究表明：三相交變電流能在空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，仿佛有一塊旋轉(zhuǎn)著的磁鐵一樣磁場，仿佛有一塊旋轉(zhuǎn)著的磁鐵一樣欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展所以，在三個互成所以，在三個互成120角的線圈中，通入角的線圈中，通入三相交變電流，同樣會使放置其中的閉合鋁三相交變電流，同樣會使放置其中的閉合鋁框轉(zhuǎn)動框轉(zhuǎn)動(如圖所示如圖所示)三相交變電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場三相交變電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場欄目欄目導引導引第三章電磁技術(shù)與社會發(fā)展第三章電磁