词条 | 法拉第圆盘发电机 |
释义 | 法拉第发现了电磁感应现象之后不久,他又利用电磁感应发明了世界上第一台发电机──法拉第圆盘发电机。这台发电机制构造跟现代的发电机不同,在磁场所中转动的不是线圈,而是一个紫铜做的圆盘。圆心处固定一个摇柄,圆盘的边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴,用导线把电刷与电流表连接起来;紫铜圆盘放置在蹄形磁铁的磁场中。当法拉第转动摇柄,使紫铜圆盘旋转起来时,电流表的指针偏向一边,这说明电路中产生了持续的电流。 法拉第圆盘发电机是怎样产生电流的呢?我们可以把圆盘看作是由无数根长度等于半径的紫铜辐条组成的,在转动圆盘时,每根辐条都做切割磁力线的运动。辐条和外电路中的电流表恰好构成闭合电路,电路中便有电流产生了。随着圆盘的不断旋转,总有某根辐条到达切割磁感线的位置,因此外电路中便有了持续不断的电流。 法拉第圆盘发电机虽然简单,有人说它像一只简陋可笑的儿童玩具,产生的电流甚至不能让一只小灯泡发光。但这是世界上第一台发电机,是它首先向人类揭开了机械能转化为电能的序幕。后来,人们在此基础上,将蹄形永久磁铁改为能产生强大磁场的电磁铁,用多股导线绕制的线框代替紫铜圆盘,电刷也进行了改进,就制成了功率较大的可供实用的发电机。 如图(2)所示。把该金属圆盘看成有无数条半径组成,圆盘滚动时,相当于每条半径(如:OA、OB、OC)都绕圆心O转动而切割磁感线。根据右手定则可以判断,A、B、C等在磁场中金属半圆边线上的各点电势较高,而圆心O的电势较低,因此,圆心处将积累了大量的负电荷,而在磁 场中的半圆边线上将积累有正电荷。金属圆一旦继续转动,部分在磁场中的金属边线必将跑至磁场外,而由于惯性,在该部分金属边线上仍旧带有正电荷,此时,圆心O处还是低电势,所以这些正电荷将沿半径方向流往圆心O而形成电流。 |
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