小學(xué)科學(xué) 《電能從哪里來》素材-發(fā)電機(jī)簡介

發(fā)電機(jī)簡介發(fā)電機(jī)是將其他形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的機(jī)械設(shè)備,最早產(chǎn)生于第二次工業(yè)革命時(shí)期，由德國工程師西門子于1866年制成，它由水輪機(jī)、汽輪機(jī)、柴油機(jī)或其他動(dòng)力機(jī)械驅(qū)動(dòng)，將水流，氣流，燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能傳給發(fā)電機(jī)，再由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。發(fā)電機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，國防，科技及日常生活中有廣泛的用途。發(fā)電機(jī)的形式很多，但其工作原理都基于電磁感應(yīng)定律和電磁力定律。因此，其構(gòu)造的一般原則是：用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)磁和導(dǎo)電材料構(gòu)成互相進(jìn)行電磁感應(yīng)的磁路和電路，以產(chǎn)生電磁功率，達(dá)到能量轉(zhuǎn)換的目的。發(fā)電機(jī)的分類可歸納如下：直流發(fā)電機(jī)、交流發(fā)電機(jī)、同步發(fā)電機(jī)、異步發(fā)電機(jī)(很少采用)交流發(fā)電機(jī)還可分為單相發(fā)電機(jī)與三相發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)組成：發(fā)電機(jī)通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋.機(jī)座及軸承等部件構(gòu)成。定子由機(jī)座.定子鐵芯、線包繞組、以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯(有磁扼.磁極繞組)滑環(huán)、(又稱銅環(huán).集電環(huán)).風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。由軸承及端蓋將發(fā)電機(jī)的定子，轉(zhuǎn)子連接組裝起來，使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn)，做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢，通過接線端子引出，接在回路中，便產(chǎn)生了電流。發(fā)電機(jī)前史19世紀(jì)初期，科學(xué)家們研究的重要課題，是廉價(jià)并方便地獲得電能的方法。1820年，奧斯特成功地完成了通電導(dǎo)線能使磁針偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)后，不少科學(xué)家又進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，磁針的偏轉(zhuǎn)是受到力的作用，這種機(jī)械力來自于電荷流動(dòng)的電力。那么，能否讓機(jī)械力通過磁轉(zhuǎn)變成電力呢?著名科學(xué)家安培是這些研究者中的一個(gè)，他實(shí)驗(yàn)的方法很多，但犯了根本性錯(cuò)誤，實(shí)驗(yàn)沒有成功。另一位科學(xué)家科拉頓在1825年做了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：把一塊磁鐵插入繞成圓筒狀的線圈中。他想，這樣或許能得到電流。為了檢測磁鐵對電流表的影響，他用了很長的導(dǎo)線把電表接到隔壁的房間里。他沒有助手，只好把磁鐵插到線圈中后，再跑到隔壁房間去看電流表指針是否偏轉(zhuǎn)?，F(xiàn)在看來，他的裝置是完全正確的，實(shí)驗(yàn)的方法也是對的，但是，他犯了一個(gè)實(shí)在令人遺憾的錯(cuò)誤，這就是電表指針的偏轉(zhuǎn)只發(fā)生在磁鐵插入線圈這一瞬間，一旦磁鐵插進(jìn)線圈后不動(dòng)，電表指針又回到原來的位置。所以，他只好插好磁鐵再趕緊跑到隔壁房間里去看電表，但無論跑得多快也看不到電表指針的偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象。要是他有個(gè)助手，要是他把電表放在同一個(gè)房間里，他就是第一個(gè)實(shí)現(xiàn)變機(jī)械力為電力的人了，但是，他失去了這個(gè)好機(jī)會。又過了整整6年，到了1831年8月29日，美國科學(xué)家法拉第獲得了成功，使機(jī)械力轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?。他的?shí)驗(yàn)裝置與科拉頓的實(shí)驗(yàn)裝置并沒有什么兩樣，只不過是他把電流表放在自己身邊，在磁鐵插入線圈的一瞬間，指針明顯地發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，他成功了。手使磁鐵運(yùn)動(dòng)的機(jī)械力終于轉(zhuǎn)變成了使電荷移動(dòng)的電力。法拉第邁出了最艱難的一步，他不斷研究，2個(gè)月后，試制出了能產(chǎn)生穩(wěn)恒電流的第一臺真正的發(fā)電機(jī)，標(biāo)志著人類從蒸汽時(shí)代進(jìn)入了電氣時(shí)代。100年來，相繼出現(xiàn)了很多現(xiàn)代的發(fā)電形式，有風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電、火力發(fā)電、原子能發(fā)電