二、发电机

发电机

实验

如图12-4所示，把手摇发电机和演示电流表连接起来，组成闭合电路，缓慢遥播转大轮，带动线圈在磁场里转动，可以看到演示电流表的指针左右摇动起来。

演示电流表的指针发生偏转，表示电路中有了电流指针左右摇动，又表示什么呢？

交流电

图12-5是发电机的原理图，放在磁场里的线圈，两端各连一个铜环Ｋ和Ｌ，它们分别跟电刷Ａ和Ｂ接触，并跟电流表组成团合电路。

让线圈在磁场中转动，由于ab边和cd边做切割磁感线的运动，线圈和外部电路中就有了电流，仔细研究图12-5，可以看出：在线圈转动的前半周（甲—乙—丙），线圈都从一个方向切割磁感线，因此外部电路中的电流方向不改变，都是由Ａ流向B；在后半周（丙—丁一甲），线圈又从另一方向切割磁感线，因此外部电路中的电流改变了方向，由Ｂ流向A。线圈继续转动，电流方向将周期地重复上述变化这可以从电流表指针的左右摇动看出来。设想每秒钟线圈转一周，电流变化周期就是，1秒。这种周期性地改变方向的电流，叫做交流电。

交流电跟我们从电池得到的电流有所不同。从电池得到的电流的方向不变，通常叫做直流电。

交流电的应用很普通，家庭电路中的电流，供生产用的动力线路中的电流，都是交流电。我国供生产和生活用的交流电，周期是0．02秒，频率是50赫兹，即Ｉ秒内有50个周期；从图12-5知道，交流电的方向每周期改变2次，所以频率是50赫兹的交流电，电流方向每秒钟改变100次。

交流发电机

图12-4是手摇交流发电机的模型，实际的交流发电机，结构比较复杂，但主要由转子（转动部分）利定子（固定部分）两部分组成。大型发电机发出很高的电压和很强的电流，要采用线圈不动、磁极旋转的方式发电。这种发电机叫做旋转磁极式发电机。为了得到较强的磁场，要把线圈嵌在定子铁心槽里，还要用电磁铁代替永久磁铁作转子，大型旋转磁极式发电机，能够提供几千伏到上万伏的电医，功率可达几十万千瓦，甚至百万千瓦以上。

实际发电机的转子由水水轮机、汽轮机或内燃机来带动，彩图8为水电站厂房内景，图中看到的是一排大型发电机，带动它们的水轮机在厂房下面。

除了交流发电机，还有向外部电路供给在流电的直流发电机，直流发电机也是利用电磁感应现象制成，只是结构上有些不同，这里就不讲了。