什么電器會用勵磁原理(電動機勵磁裝置的作用是什么)

前沿拓展：

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風蕭蕭兮易水寒。風一吹漫山遍野，水一流滾滾東逝。

對于風能、水能、太陽能等天然能源來說，單位面積的供能很低。想要好好利用它們，必須換換思路整點小技巧。

千百年來歷史經驗告訴我們，收集大量定向的風力、水力，變為轉動的力量，好用極了。太陽能嘛，能直接發電就發電，發不了電燒燒熱水也好。

在《尋找動力源泉：是什么在維持人類世界運轉？》一文中，咱們已經詳細聊過轉動的來源。可惜轉動只適合就地利用能源，直到人類點亮發電的科技樹，情勢才大大改觀。今天就說一說電如何產生。

老生常談，法拉第電磁感應定律：閉合電路中的一部分導線切割磁場，導線中就會產生電流。

上圖中的線圈和活動導線只要發生位移，回路就產生電流，可以在電流表中看到讀數。發電原理就這么簡單。走進實用，困難還真不少。想要持續發電，沒有那么大面積的磁鐵，也不存在可以容許感應導線無限運動的場地。不用說，讓導線轉起來就行。

你甚至完全可以DIY一個手搖發電機。

用線圈在固定磁場中旋轉，三五圈下來，線圈就會扭死，再使使勁準保會斷。在上兩幅圖中，你會發現一個奇怪的機構，線圈末端分成兩個不相連的部分與負載兩端活動接觸。這有效的解決線圈扭曲難題。還有一個特點，隨著這種斷開再接觸，負載兩端的電流方向不會變化，一直是同一個方向。這就是愛迪生的直流發電機。

線圈切割磁場的速度正比于回路中的電流強度。線圈旋轉時候垂直磁場的速度分量一直在周期性變化，導致實際電流強度出現忽大忽小的半正弦曲線規律。

線圈末端兩個不相連的部分叫做換向器（發電機示意圖中的1、2），負載兩端（發電機示意圖中的A、B）叫做電刷。

研究一下簡陋的手搖發電機，你能看到它是采用銅來作為接觸機構。一旦轉速很高，金屬觸點容易產生火花，摩擦生熱還會令金屬熔化黏連。有個更好的辦法，可以將銅改用石墨，一般叫做碳刷。石墨的熔點超過3600℃，通過浸脂或摻雜金屬能使其極好的潤滑和導電，且不產生火花。

直流電還沒全面流行，就被特斯拉的交流電干趴下了。

交流發電機與直流發電機幾乎一樣，可是它省去了換向器和電刷。啊？怎么解決線圈扭曲呢？簡單，線圈不動（定子）讓磁鐵轉起來（轉子）就好了。

同時交流電極易適用變壓器，可以低損耗的超遠距離輸能。

為了更好地提高能效，現在的交流電都采用三相發電。

三相電異常簡單，就是把原來的一組線圈換成三組。

每隔120°放置一組線圈，三組線圈共用一個返流回路。返流回路的導線在正中心，無論磁場如何旋轉，導線均不切割磁場，返流回路本身沒有產生任何電流。其實在理想狀況這個回路都可以不要。

我們可以看到，三組線圈各相隔120°開始旋轉。

并聯起來的波形在任意時刻應該是

sin（x）+sin（x+120°）+sin（x+240°）

不用自己算，我估計算法應該沒什么人還能準確回憶起來。答案恒等于零。

也就是說把三根線頭擰在一起，那兒的對地電壓永遠為零。

為啥還要一條返流回路呢？每條線拉出去就是咱們日用的單相220V市電。咱們很難保證每條線上的電器負載完全一樣。通過電器負載電壓會下降，所以現實中返流回路當中還是會存在一定對地電壓。

三相電被業內人士親切地稱為王力宏。那是由于為了清晰顯示這是三相電，我們使用黃、綠、紅三色電線進行接電（任意兩根火線間電壓為380V，三相電萬一錯誤接入電器，很危險的）。

上邊這些只是最簡單的原理介紹，現實中的發電設備各種線圈繞組要復雜得多。而且絕大部分發電機不使用磁鐵，而是轉用自身電流勵磁的電磁鐵。

電力進入日常生活多用來驅動各種電器。進入生產領域有需要把電力重新變成轉動，電動機就必不可少了。電動機跟發電機又是一模一樣，只是要把流程反過來。給線圈加電流在磁場中受力，繼而轉動。

這也有個難題，萬一線圈的位置不好，其受力剛好豎直向上，電動機就轉不起來了。解決辦法如下：

你甚至還可以纏個十組八組線圈來讓電機更平穩的轉動。

既然電動機和發電機是一回事，能不能直接用電動機發電呢？當然可以。只要強迫電動機的輸出端轉動，輸入端一定會有電流產生。只是這個時候你發的電壓跟你的轉速直接相關，很考驗水平。

...The End...

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