变化的磁场会产生电流,产生感应电动势(电磁感应现象)电动势会驱动电子流动从而产生感应电流,主要表现在两个方面:
实际上就是在磁场中电枢切割磁场感应线产生的切割电动势驱动磁场中的电子流动最终产生了电,这也是为什么磁生电。
在发电机内部,电磁感应主要通过以下两种形式发生,它们有时会同时起作用,但其中一种占据主导:
① 切割磁感线——产生“切割电动势”
这是发电机中最核心的发电方式。发电机内部通常有一个旋转的电枢(转子)和一个静止的定子(磁铁或电磁铁)。只要保证两者之间有相对运动(通常是转子旋转),电枢上的导体就会像一把刀一样,不断“切割”定子产生的磁感线。
这时,导体中的自由电子会被磁场力“推”向导体的一端,从而在导体两端产生电势差,即切割电动势。这是发电机产生电流最直接的方式。
② 磁通量变化——产生“变压器电动势”
即便导体没有物理上“切割”磁感线,只要穿过某个线圈的磁感线总数(即磁通量)发生了变化,线圈内部同样会产生感应电动势。这种由磁通量变化引起的电动势,被称为变压器电动势(因为它也是变压器的工作原理)。
在交流发电机中,随着转子旋转,穿过定子线圈的磁通量会周期性地增大或减小,这种持续的变化同样会“感应”出电动势,驱动电子流动。
发电机之所以能产生电流,归根结底是因为:磁场中存在运动的导体。