變壓器(Transformer)是利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置,主要構(gòu)件是初級線圈、次級線圈和鐵芯(磁芯)。主要功能有:電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓(磁飽和變壓器)等。按用途可以分為:電力變壓器和特殊變壓器(電爐變、整流變、工頻試驗變壓器、調(diào)壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等)。電路符號常用T當(dāng)作編號的開頭.例: T01, T201等。
法拉第在1831年8月29日發(fā)明了一個“電感環(huán)”,稱為“法拉第感應(yīng)線圈”,實際上是世界上只變壓器雛形。但法拉第只是用它來示范電磁感應(yīng)原理,并沒有考慮過它可以有實際的用途。
變壓器是利用電磁感應(yīng)原理制成的靜止用電器。當(dāng)變壓器的原線圈接在交流電源上時,鐵心中便產(chǎn)生交變磁通,交變磁通用φ表示。原、副線圈中的φ是相同的,φ也是簡諧函數(shù),表為φ=φmsinωt。由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,原、副線圈中的感應(yīng)電動勢為e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2為原、副線圈的匝數(shù)。由圖可知U1=-e1,U2=e2(原線圈物理量用下角標(biāo)1表示,副線圈物理量用下角標(biāo)2表示),其復(fù)有效值為U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ,令k=N1/N2,稱變壓器的變比。由上式可得U1/ U2=-N1/N2=-k,即變壓器原、副線圈電壓有效值之比,等于其匝數(shù)比而且原、副線圈電壓的位相差為π。
1832年,法國人畢克西發(fā)明了手搖式直流發(fā)電機,其原理是通過轉(zhuǎn)動永磁體使磁通發(fā)生變化而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,并把這種電動勢以直流電壓形式輸出;
1866年,德國的西門子發(fā)明了自勵式直流發(fā)電機;
1870年,比利時的格拉姆制成了環(huán)形電樞,發(fā)明了環(huán)形電樞發(fā)電機。這種發(fā)電機是用水力來轉(zhuǎn)動發(fā)電機轉(zhuǎn)子的,經(jīng)過反復(fù)改進,于1875年得到了3.2KW的輸出功率;
1882年,美國的戈登制造出了輸出功率447KW,高3米,重22噸的兩相式巨型發(fā)電機;
1896年,特斯拉的兩相交流發(fā)電機在尼亞拉發(fā)電廠開始勞動營運,3750KW,5000V的交流電一直送到40公里外的布法羅市。 [2]
電動機(Motor)是把電能轉(zhuǎn)換成機械能的一種設(shè)備。它是利用通電線圈(也就是定子繞組)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場并作用于轉(zhuǎn)子(如鼠籠式閉合鋁框)形成磁電動力旋轉(zhuǎn)扭矩。電動機按使用電源不同分為直流電動機和交流電動機,電力系統(tǒng)中的電動機大部分是交流電機,可以是同步電機或者是異步電機(電機定子磁場轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速不保持同步速)。電動機主要由定子與轉(zhuǎn)子組成,通電導(dǎo)線在磁場中受力運動的方向跟電流方向和磁感線(磁場方向)方向有關(guān)。電動機工作原理是磁場對電流受力的作用,使電動機轉(zhuǎn)動。
電動機使用了通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用的原理(這是不同于電流的磁效應(yīng)的說法,現(xiàn)行人教版九年級物理明確把二者分開),發(fā)現(xiàn)這一原理的的是丹麥物理學(xué)家—奧斯特,1777年8月14日生于蘭格朗島魯?shù)聠藤e的一個藥劑師家庭。1794年考入哥本哈根大學(xué),1799年獲博士學(xué)位。1801~1803年去德、法等國訪問,結(jié)識了許多物理學(xué)家及化學(xué)家。1806年起任哥本哈根大學(xué)物理學(xué)教授,1815年起任丹麥皇家學(xué)會常務(wù)秘書。1820年因電流磁效應(yīng)這一杰出發(fā)現(xiàn)獲英國皇家學(xué)會科普利獎?wù)隆?/p>