法拉第圓盤發電機

法拉第圓盤發電機

當法拉第轉動搖柄,使紫銅圓盤鏇轉起來時,電流表的指針偏向一邊,這說明電路中產生了持續的電流。 隨著圓盤的不斷鏇轉,總有某根輻條到達切割磁感線的位置,因此外電路中便有了持續不斷的電流。 法拉第圓盤發電機雖然簡單,有人說它像一隻簡陋可笑的兒童玩具,產生的電流甚至不能讓一隻小燈泡發光。

法拉第發現了電磁感應現象之後不久,他又利用電磁感應發明了世界上第一台發電機──法拉第圓盤發電機。這台發電機制構造跟現代的發電機不同,在磁場所中轉動的不是線圈,而是一個紫銅做的圓盤。圓心處固定一個搖柄,圓盤的邊緣和圓心處各與一個黃銅電刷緊貼,用導線把電刷與電流表連線起來;紫銅圓盤放置在蹄形磁鐵的磁場中。當法拉第轉動搖柄,使紫銅圓盤鏇轉起來時,電流表的指針偏向一邊,這說明電路中產生了持續的電流。
法拉第圓盤發電機是怎樣產生電流的呢?我們可以把圓盤看作是由無數根長度等於半徑的紫銅輻條組成的,在轉動圓盤時,每根輻條都做切割磁力線的運動。輻條和外電路中的電流表恰好構成閉合電路,電路中便有電流產生了。隨著圓盤的不斷鏇轉,總有某根輻條到達切割磁感線的位置,因此外電路中便有了持續不斷的電流。
法拉第圓盤發電機雖然簡單,有人說它像一隻簡陋可笑的兒童玩具,產生的電流甚至不能讓一隻小燈泡發光。但這是世界上第一台發電機,是它首先向人類揭開了機械能轉化為電能的序幕。後來,人們在此基礎上,將蹄形永久磁鐵改為能產生強大磁場的電磁鐵,用多股導線繞制的線框代替紫銅圓盤,電刷也進行了改進,就製成了功率較大的可供實用的發電機。
法拉第圓盤發電機法拉第圓盤發電機
如圖(2)所示。把該金屬圓盤看成有無數條半徑組成,圓盤滾動時,相當於每條半徑(如:OA、OB、OC)都繞圓心O轉動而切割磁感線。根據右手定則可以判斷,A、B、C等在磁場中金屬半圓邊線上的各點電勢較高,而圓心O的電勢較低,因此,圓心處將積累了大量的負電荷,而在磁
場中的半圓邊線上將積累有正電荷。金屬圓一旦繼續轉動,部分在磁場中的金屬邊線必將跑至磁場外,而由於慣性,在該部分金屬邊線上仍舊帶有正電荷,此時,圓心O處還是低電勢,所以這些正電荷將沿半徑方向流往圓心O而形成電流。

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