發(fā)電機(jī)是在發(fā)現(xiàn)電與磁之間的關(guān)系之前發(fā)明的。這些發(fā)電機(jī)利用靜電原理，在平板(帶電的移動(dòng)傳送帶)和圓盤(將電荷帶到高電位電極)的幫助下運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)電機(jī)使用兩種機(jī)制來(lái)產(chǎn)生電荷，要么像摩擦電效應(yīng)，要么像靜電感應(yīng)。因此，它產(chǎn)生低電流和非常高的電壓，因?yàn)榻^緣機(jī)器的復(fù)雜性和它們的低效率。由于靜電發(fā)電機(jī)的額定功率較低，從未用于發(fā)電。這種發(fā)電機(jī)的實(shí)際應(yīng)用是為x射線管供電，也可用于原子粒子加速器。
什么是發(fā)電機(jī)?
發(fā)電機(jī)的另一個(gè)名稱是一臺(tái)發(fā)電機(jī)，用于傳輸和分配能量的電力線路，以不同的應(yīng)用，如家庭，工業(yè)，商業(yè)等。這些也適用于飛機(jī)，汽車，火車，船舶發(fā)電。對(duì)于發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō)，機(jī)械功率可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸獲得，旋轉(zhuǎn)軸等于軸轉(zhuǎn)矩乘以角速度或轉(zhuǎn)速。
機(jī)械能可以通過(guò)不同的來(lái)源獲得，如瀑布/大壩的水輪機(jī);蒸汽渦輪機(jī)，燃?xì)鉁u輪機(jī)和風(fēng)力渦輪機(jī)，在這些地方，蒸汽可以通過(guò)燃燒化石燃料產(chǎn)生，而不是通過(guò)核裂變產(chǎn)生。燃?xì)廨啓C(jī)可以直接在渦輪內(nèi)燃燒氣體，否則柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和汽油。發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)及其轉(zhuǎn)速可根據(jù)機(jī)械原動(dòng)機(jī)的特性而變化。
發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的機(jī)器。它的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。法拉第定律指出，每當(dāng)導(dǎo)體置于變化的磁場(chǎng)中，就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，而這種電動(dòng)勢(shì)等于磁鏈的變化率。當(dāng)導(dǎo)體和磁場(chǎng)之間存在相對(duì)空間或相對(duì)時(shí)間的變化時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。
發(fā)電機(jī)工作原理
發(fā)電機(jī)基本上是電導(dǎo)體的線圈，通常是銅線，緊緊地纏繞在金屬芯上，安裝在一個(gè)大型磁鐵展覽館內(nèi)旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)會(huì)與導(dǎo)體中的電子結(jié)合，從而在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生電流。
導(dǎo)體線圈和它的核心被稱為電樞，電樞連接到一個(gè)機(jī)械動(dòng)力源的軸，例如，一個(gè)電機(jī)，銅導(dǎo)體可以在磁場(chǎng)中以異常增加的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。
當(dāng)發(fā)電機(jī)電樞第一次開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則在鐵極靴內(nèi)存在弱磁場(chǎng)。當(dāng)電樞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它開始提高電壓。其中一些電壓是通過(guò)發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器在磁場(chǎng)繞組上產(chǎn)生的。這個(gè)令人印象深刻的電壓會(huì)形成更強(qiáng)的繞組電流，提高磁場(chǎng)的強(qiáng)度。
擴(kuò)展的磁場(chǎng)在電樞中產(chǎn)生更多的電壓。這反過(guò)來(lái)又使磁場(chǎng)繞組中的電流增大，從而產(chǎn)生更高的電樞電壓。此時(shí)，鞋的標(biāo)志取決于磁場(chǎng)繞組中電流的流向。相反的符號(hào)將使電流流向錯(cuò)誤的方向。
發(fā)電機(jī)是如何發(fā)電的?
實(shí)際上，發(fā)電機(jī)不是創(chuàng)造能量，而是把能量從機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，或者把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。這種能量轉(zhuǎn)換可以通過(guò)捕獲運(yùn)動(dòng)能量，并通過(guò)使用電路從外部源推動(dòng)電子，將其轉(zhuǎn)換為電子形式來(lái)完成。發(fā)電機(jī)基本上是逆著電動(dòng)機(jī)工作的。
一旦產(chǎn)生了這種電流，就可以用銅線為外部設(shè)備、機(jī)器供電，或者整個(gè)電氣系統(tǒng)供電。
現(xiàn)在的發(fā)電機(jī)使用的是邁克爾·法拉第的電磁感應(yīng)原理，因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)一旦導(dǎo)體在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)，就會(huì)形成電荷來(lái)產(chǎn)生電流。發(fā)電機(jī)與水泵如何使用管道迫使水有關(guān)。
發(fā)電機(jī)的類型
交流發(fā)電機(jī)
這些也被稱為交流發(fā)電機(jī)。由于現(xiàn)在所有的消費(fèi)者都在使用交流，它是許多地方生產(chǎn)電力的最重要的手段。它的工作原理是電磁感應(yīng)。這有兩種類型，一種是感應(yīng)發(fā)電機(jī)，另一種是同步發(fā)電機(jī)。
感應(yīng)發(fā)電機(jī)不需要單獨(dú)的直流勵(lì)磁，調(diào)節(jié)器控制，頻率控制，或調(diào)速器。這個(gè)概念發(fā)生在導(dǎo)體線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生電流和電壓。發(fā)電機(jī)應(yīng)以恒定的速度運(yùn)行，以傳遞穩(wěn)定的交流電壓，即使是空載也可以使用。
同步發(fā)電機(jī)是一種大型發(fā)電機(jī)，主要應(yīng)用于電廠。它們可以是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)型或旋轉(zhuǎn)電樞型。在旋轉(zhuǎn)電樞式中，電樞在轉(zhuǎn)子處，磁場(chǎng)在定子處。轉(zhuǎn)子電樞電流通過(guò)滑環(huán)和電刷。這些都是有限的，因?yàn)楦唢L(fēng)損失。這些是用于低功率輸出應(yīng)用。旋轉(zhuǎn)場(chǎng)式交流發(fā)電機(jī)因其發(fā)電能力強(qiáng)、無(wú)滑環(huán)和電刷而得到廣泛應(yīng)用。
它可以是三相或兩相發(fā)電機(jī)。兩相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生兩個(gè)完全分離的電壓。每個(gè)電壓可以看作是一個(gè)單相電壓。每一個(gè)產(chǎn)生的電壓完全獨(dú)立于另一個(gè)。三相交流發(fā)電機(jī)有三個(gè)單相繞組，使其中任何一相感應(yīng)的電壓從其他兩相位移120º。
這些連接可以是delta或wye連接。在三角連接中，每個(gè)線圈的末端連接在一起，形成一個(gè)閉環(huán)。Delta Connection類似于希臘字母Delta (Δ)。在萬(wàn)向連接中，每個(gè)線圈的一端連接在一起，每個(gè)線圈的另一端留作外部連接。Wye Connection表示字母Y。
這些發(fā)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)或渦輪機(jī)組合在一起，用作電機(jī)發(fā)電機(jī)組，用于船舶、石油和天然氣開采、采礦機(jī)械、風(fēng)力發(fā)電廠等應(yīng)用。
交流發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)。
由于沒有電刷，這些發(fā)電機(jī)一般是免維護(hù)的。
通過(guò)變壓器，輕松地上下踏步。
傳輸鏈路的大小可能會(huì)因?yàn)樵黾拥奶匦远兗?xì)
發(fā)電機(jī)的尺寸相對(duì)比直流電機(jī)小
損耗相對(duì)直流電機(jī)要小
這些發(fā)電機(jī)斷路器是相對(duì)較小的直流斷路器
直流發(fā)電機(jī)
