磁生電應(yīng)用

電磁感應(yīng)現(xiàn)象在實(shí)際中有著廣泛的應(yīng)用，特別在電工技術(shù)、電子技術(shù)以及電磁測量等方面。例如，在電工技術(shù)中，運(yùn)用電磁感應(yīng)原理制造的發(fā)電機(jī)、感應(yīng)電動機(jī)及變壓器等設(shè)備，為充分而又方便地利用自然界的能源提供了條件；在電子技術(shù)中，廣泛地采用電感元件來發(fā)射接收或傳遞訊號；運(yùn)用電磁感應(yīng)的原理不僅制成多種電磁測量儀表，而且還制造了各種用于非電量電測的傳感器。此外，例如加熱用的感應(yīng)電爐、核物理研究中用的電子感應(yīng)加速器等等，也都運(yùn)用了電磁感應(yīng)原理。 2100433B

感應(yīng)電流究竟是如何產(chǎn)生的呢？設(shè)均勻磁場的磁力線向下垂直于紙面，導(dǎo)體平放在紙面上，方向正南正北，移動方向?yàn)槲鞣?。（用右手定則判感應(yīng)電流方向?yàn)槟戏剑?。?dāng)導(dǎo)體向西移動時(shí)，可視為導(dǎo)體中的電荷也向西移動，而電荷在磁場中所受作用力的方向跟磁場方向、電荷運(yùn)動方向之間的關(guān)系，可以用左手定則來判定：伸開左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電荷的運(yùn)動方向（西方），那么，拇指所指的方向（南方），就是電荷在磁場中的受力方向。所以電流方向應(yīng)是南方。

把線圈的兩端接在電流表上，組成閉合電路．當(dāng)向線圈中插入或拔出磁鐵時(shí)，電流表的指針偏轉(zhuǎn)，表明電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流。這是因?yàn)橄蚓€圈中插入磁鐵時(shí)，穿過線圈的磁通量增大，從線圈中拔出磁鐵時(shí)，穿過線圈的磁通量減小。穿過線圈的磁通量發(fā)生了變化，因而產(chǎn)生了感應(yīng)電流。向線圈中插入或拔出磁鐵的過程可以等效為導(dǎo)體切割磁力線的過程。磁通量的變化只是產(chǎn)生感應(yīng)電流的表層的原因，真正的原因還是線圈中的電荷受洛侖茲力運(yùn)動。

磁生電感應(yīng)電流的條件

產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：①一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動．即導(dǎo)體在磁場中的運(yùn)動方向和磁感線的方向不平行；②電路閉合．在磁場中做切割磁感線運(yùn)動的導(dǎo)體兩端產(chǎn)生感應(yīng)電壓，是一個(gè)電源．若電路閉合，電路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流．若電路不閉合，電路兩端有感應(yīng)電壓，但電路中沒有感應(yīng)電流．

磁生電感應(yīng)電流的方向

導(dǎo)體中感應(yīng)電流的方向，跟導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動方向和磁感線（磁場）的方向有關(guān)．(1)磁感線（磁場）的方向不變，閉合電路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線的運(yùn)動方向改變時(shí)，感應(yīng)電流的方向也會發(fā)生改變；(2)導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動方向不變，磁感線的方向改變，導(dǎo)體中的感應(yīng)電流方向也發(fā)生改變；(3)導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動方向和磁感線的方向都改變時(shí)，導(dǎo)體中的感應(yīng)電流方向不變．

磁生電交流發(fā)電機(jī)原理

放在磁場中的矩形線圈，兩端各連一個(gè)銅環(huán)K和L，它們分別跟電刷 A 和B接觸，并跟電流表組成閉合電路．讓線圈在磁場中轉(zhuǎn)動，由于ab邊和cd邊做切割磁感線的運(yùn)動，電路中就有了感應(yīng)電流．在線圈轉(zhuǎn)動的前半周，線圈都從一個(gè)方向切割磁感線，因此電流方向從A經(jīng)電流表到B不改變；在后半周，線圈從相反方向切割磁感線，電流方向和前半周相反，由B經(jīng)電流表流向A．線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動，電流方向?qū)⒅芷谛缘刂貜?fù)上述變化．線圈在磁場里轉(zhuǎn)動一周，電路中的感應(yīng)電流的方向和大小就發(fā)生一個(gè)周期性變化．線圈在磁場中持續(xù)轉(zhuǎn)動，線圈就向外部電路提供方向和大小都作周期性變化的交變電流．-

磁生電是法拉第發(fā)現(xiàn)的。原理：閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動時(shí)，在導(dǎo)體上就會產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。

導(dǎo)體的兩端接在電流表的兩個(gè)接線柱上，組成閉合電路，當(dāng)導(dǎo)體在磁場中向左或向右運(yùn)動，切割磁力線時(shí)，電流表的指針就發(fā)生偏轉(zhuǎn)，表明電路中產(chǎn)生了電流．這樣產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。我們知道，穿過某一面積的磁力線條數(shù)，叫做穿過這個(gè)面積的磁通量。當(dāng)導(dǎo)體向左或向右做切割磁力線的運(yùn)動時(shí)，閉合電路所包圍的面積發(fā)生變化，因而穿過這個(gè)面積的磁通量也發(fā)生了變化。導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因，可以歸結(jié)為穿過閉合電路的磁通量發(fā)生了變化?？梢姡灰┻^閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。這就是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。感應(yīng)電流的方向：導(dǎo)體向左或向右運(yùn)動時(shí)，電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向不同，這表明感應(yīng)電流的方向跟導(dǎo)體運(yùn)動的方向有關(guān)系。如果保持導(dǎo)體運(yùn)動的方向不變，而把兩個(gè)磁極對調(diào)過來，即改變磁力線的方向，可以看到，感應(yīng)電流的方向也改變?？梢?，感應(yīng)電流的方向跟導(dǎo)體運(yùn)動的方向和磁力線的方向都有關(guān)系．感應(yīng)電流的方向可以用右手定則來判定：伸開右手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把右手放入磁場中，讓磁力線垂直穿入手心，大拇指指向?qū)w運(yùn)動的方向，那么其余四個(gè)手指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。

1831年電學(xué)大師法拉第發(fā)現(xiàn)了磁能夠生電。他找來兩根長約62米的銅導(dǎo)線和一根粗長木棍,分別把兩根銅導(dǎo)線纏繞在木棍上，銅導(dǎo)線的兩端分別與電流計(jì)電源相聯(lián)。然后他把電源開關(guān)合上，這時(shí)，他似乎感到電流計(jì)指針跳動了一下，然后指又回到0點(diǎn)，難道在開關(guān)合的瞬時(shí)產(chǎn)生了感應(yīng)電流？法拉第把開關(guān)拉掉，準(zhǔn)備重復(fù)合后再看一次，當(dāng)開關(guān)剛拉開時(shí)，他又看到指針跳蕩了一下，然后回到0點(diǎn)。他反復(fù)把開關(guān)拉開、合上，都發(fā)現(xiàn)了相同的結(jié)果。

根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，法拉第總結(jié)出電磁感應(yīng)的規(guī)律：當(dāng)穿過感應(yīng)回路中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流方向總是阻礙回路中磁通量的變化，大小與單位時(shí)間內(nèi)的磁通量變化成正比。

負(fù)電荷，在金屬內(nèi)的電子流動方向與常規(guī)電流的方向相反。

1831年，英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，即“磁生電 ”的條件，產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。

目錄

出版說明

一 基本知識

1.磁和電有什么關(guān)系？

2.磁路的歐姆定律是什么？

3.何謂“磁生電”？

4.什么叫自感？

5.什么叫互感？

6.什么是右手定則？

7.何謂電磁力定律？

8.何謂正弦電壓和正弦電流？

⒐何為正弦量的特征量？

10.何謂正弦量的幅值（最大值）？

11.何謂周期和頻率？何謂角頻率？

12.初相位和相位差是什么？

13.何謂同相、反相、超前、滯后？

14.正弦量的有效值是什么？

15.什么叫有功？什么叫無功？

16.怎樣計(jì)算有功功率、無功功率和視在功率？

它們?nèi)哂泻侮P(guān)系？

17.三相電動勢是怎樣產(chǎn)生的？

18.三相電勢如何表示？

19.三相交流電路常用的接線方式有哪幾種？什么

是相電壓、線電壓和相電流、線電流？

20.怎樣計(jì)算三相交流電路的功率？

二 同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及交流電機(jī)的繞組

電勢和磁勢

21.隱極式同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？

22.凸極式同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？

23.對交流電機(jī)繞組的基本要求是什么？何謂

迭繞？何謂波繞？何謂有效邊？何謂端接？

24.交流繞組的名詞術(shù)語有哪些？

25.三相繞組構(gòu)成原則是什么？

26.三相單層繞組和三相雙層繞組連接規(guī)律

是什么？

27.在正弦分布磁場下導(dǎo)體電勢如何計(jì)算？

28.元件電勢和短距系數(shù)如何計(jì)算？

29.元件組電勢和分布系數(shù)如何計(jì)算？

30.相電勢如何計(jì)算？

31.交流電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場怎樣形成？

32.旋轉(zhuǎn)磁場的性質(zhì)有哪些？

33.同步電機(jī)的勵磁系統(tǒng)有哪幾類？直流勵磁機(jī)

勵磁系統(tǒng)的構(gòu)成是怎樣的？

三 同步發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行和電樞反應(yīng)

34.同步發(fā)電機(jī)帶對稱負(fù)載運(yùn)行時(shí)，在定、轉(zhuǎn)子

之間的氣隙中同時(shí)存在著哪些磁勢 這些磁

勢性質(zhì)如何？

35.何謂電樞反應(yīng)？

36.發(fā)電機(jī)帶純電阻性負(fù)載時(shí)，電樞反應(yīng)的

作用是怎樣的？

37.發(fā)電機(jī)帶上純電感性負(fù)載時(shí)，電樞反應(yīng)

的作用如何？

38.發(fā)電機(jī)帶上純電容性負(fù)載時(shí)電樞反應(yīng)的

性質(zhì)又為如何？

39.正常運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)通常所帶負(fù)載為

感性負(fù)載，此時(shí)電樞反應(yīng)的性質(zhì)又如何？

40.如何從電樞反應(yīng)說明能量傳遞的關(guān)系？

41.何謂直軸同步電抗Xd、交軸同步電抗Xq

和同步電抗Xs？如何用隱極發(fā)電機(jī)簡化等

值電路和相量圖，表示發(fā)電機(jī)空載電勢E0

端電壓U和電樞電流I之間關(guān)系？

42.表示同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行情況的外特性反映在

什么條件下哪些參數(shù)之間的關(guān)系？

43.何謂調(diào)整特性？

44.同步發(fā)電機(jī)有哪些損耗？效率如何計(jì)算？

45.同步發(fā)電機(jī)的發(fā)熱有什么影響？有哪些

冷卻方式？

46.同步發(fā)電機(jī)有哪些主要的銘牌數(shù)據(jù)？

47.入口冷卻空氣溫度對發(fā)電機(jī)出力有何

影響？

48.周波變化對發(fā)電機(jī)運(yùn)行有哪些影響？

49.發(fā)電機(jī)端電壓高于額定值時(shí)對發(fā)電機(jī)

運(yùn)行的影響是什么？

50.當(dāng)發(fā)電機(jī)端電壓低于額定值下運(yùn)行時(shí)

對發(fā)電機(jī)有哪些影響？

51.功率因數(shù)變動時(shí)對發(fā)電運(yùn)動有何影響？

四 同步發(fā)電機(jī)的功角特性和并聯(lián)運(yùn)行

52.同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行有什么好處？

53.同步發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行應(yīng)滿足哪些條件？

54.同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列操作步驟是什么？

55.哪些情況下，不允許進(jìn)行同期合閘操作？

56.準(zhǔn)同期與自同期各適用于什么場合？

57.自同步并列的方法步驟是什么？

58.何謂功角特性？

59.如何調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)有功功率輸出？

60.如何調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出的無功功率？

61.在保持有功功率為某一固定值，調(diào)節(jié)無功

功率時(shí)勵磁電流與電樞電流之間變化規(guī)律

如何？

62.調(diào)節(jié)原動機(jī)輸入功率對發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)

有什么影響？

63.調(diào)節(jié)勵磁電流對發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)有何

影響？

五 同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng) 故障及處理

64.勵磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及各部分的主要作用

是什么？

65.發(fā)電機(jī)對勵磁系統(tǒng)有什么要求？

66.同步發(fā)電機(jī)勵磁方式有哪幾種？

67.勵磁系統(tǒng)常見故障有哪些？如何處理？

68.發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的調(diào)壓裝置有什么作用？

小型發(fā)電機(jī)自動電壓調(diào)整器的工作原理

是怎樣的？

69.強(qiáng)行勵磁有何作用？強(qiáng)勵動作后應(yīng)注意

什么問題？

70.發(fā)電機(jī)自動滅磁裝置有什么作用？自動

滅磁電阻阻值有多大？為什么有的發(fā)電

機(jī)沒有滅磁電阻？

71.用整流器勵磁的同步電機(jī)何時(shí)何種故

障會產(chǎn)生轉(zhuǎn)子過電壓？

72.發(fā)電機(jī)大修后啟動時(shí)勵磁機(jī)升不起電壓

是什么原因？

73.勵磁機(jī)的正、負(fù)極性反了對發(fā)電機(jī)的運(yùn)行

有沒有影響？什么情況下勵磁機(jī)的極性可

能變反？

74.勵磁機(jī)的炭刷冒火可能是什么原因？

75.為什么勵磁機(jī)整流子表面臟污不允許用

含鋼砂紙或粗玻璃砂紙進(jìn)行研磨？

76.運(yùn)行中勵磁機(jī)整流子發(fā)黑是什么原因？

怎么處理？

77.雙繞組電抗分流勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)不能

正常發(fā)電是什么原因？

78.無刷勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)不能正常發(fā)電是

什么原因？

79.可控硅自勵系統(tǒng)常見的故障有哪些？

六 同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行的一般要求、故障及

處理

80.同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行前有哪些基本要求？

81.發(fā)電機(jī)安全長期運(yùn)行的必要條件有哪些？

82.正常運(yùn)行情況下對發(fā)電機(jī)應(yīng)進(jìn)行哪些監(jiān)視

和維護(hù)？其操作步驟如何？

83.發(fā)電機(jī)事故過負(fù)荷允許多長時(shí)間？

怎么處理？

84.發(fā)電機(jī)常見的事故有哪些？如何處理？

85.發(fā)電機(jī)常見故障和不正常運(yùn)行方式有

哪些？如何處理？

86.發(fā)電機(jī)過負(fù)荷原因是什么？有何現(xiàn)象？如何

處理？

87.發(fā)電機(jī)溫度不正常原因是什么？有何現(xiàn)象？

如何處理？

88.發(fā)電機(jī)出口開關(guān)自動跳閘原因是什么？

有何現(xiàn)象？如何處理？

89.與系統(tǒng)并列的發(fā)電機(jī)變?yōu)橥秸{(diào)相機(jī)運(yùn)行

如何處理？

90.發(fā)電機(jī)失去勵磁的原因是什么？有何現(xiàn)象？

如何處理？

91.發(fā)電機(jī)的振蕩和失步的原因是什么？

是何現(xiàn)象？如何處理？

92.發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中發(fā)生振動是什么原因？

怎樣處理？

93.發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地有何危害，怎樣

監(jiān)視單相接地？

94.發(fā)電機(jī)端電壓過高或過低，對發(fā)電機(jī)

會產(chǎn)生什么影響？

95.當(dāng)頻率過高或過低時(shí)，對發(fā)電機(jī)有

什么影響？

96.發(fā)電機(jī)在發(fā)生哪種短路時(shí)短路電流最大，對

發(fā)電機(jī)有什么危害？如何防止發(fā)生短路？

97.發(fā)電機(jī)絕緣電阻測定和干燥方法有哪些

規(guī)定和要求？短路干燥法如何操作？

98.什么原因可能引起發(fā)電機(jī)著火？如何處理？

99.檢修后的發(fā)電機(jī)在啟動、升壓、并列時(shí)應(yīng)

注意哪些問題？

100.發(fā)電機(jī)應(yīng)進(jìn)行哪些試驗(yàn)？

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