电磁感应发电原理

电磁感应发电原理

    此处只对电路接通的情况下电子的速度进行研究，对于电路断开的情况下，属于静电学研究范围这里不作解说。

        电磁感应发电的理论基础没有出来，可以说整个电磁学就是一个空中楼阁。有了 电磁感应发电的理论基础，才知道电流是怎样形成的，电压是怎样产生的。有了 电磁感应发电的理论基础，下面这几大问题才能得到解决。第一,为什么电压越高,做功的电荷越少;第二,为什么电压越高,等容量电容储存电荷越多;第三,为什么一般的高频振荡电路会有电压越高频率越高；第四，为什么纯电感电路会有电压超前电流九十度，纯电容电路会有电压滞后电流九十度。

    一  旋转磁场对导线外表面原子的作用

    电子运动产生磁场这是大家都知道的。当然电子绕原子核运动也会产生磁场，即原子有南北极之分。下面是导线的一边在旋转磁场内导线外部原子南北极的方向。记住：原子产生的磁场也是阻碍原磁场的变化。对于导线的上部，N向导线而来，磁场增强，原子产生的磁场阻碍原磁场增强；。对于导线的下部，N离导线而去，磁场减弱，原子产生的磁场阻碍原磁场减弱。

 图一  旋转磁场对导线外表面原子的作用

    二  回旋加速

    变化的磁场转变电场，这个电场对原子的作用就形成了一个小型的回旋加速器，绕原子旋转的电子得到电场的加速，当电子的速度达到一定值时，这个电子便会脱离原子核的吸引沿导线的表面前行。

 图二绕原子核旋转的电子回旋加速示意图

  图三  电子脱离原子核的吸引沿导线的表面前行。

    有一个问题：电子为什么会在导线的表面前行？根据静电场理论，导体的内部是没有静电荷存在的，从而可知，电子是不可能在导体的内部运动形成电流的。

    三  二次回旋加速

图四  电子在导线表面运动得到的回旋加速

    这一点可以说明：磁场强度一定时，输出电压与导线的匝数成正比；因为导线越长，加速时间越长，电子的末速度越大。导线的匝数一定时，输出电压与电场强度成正比。电场强度越强，电子的加速度越大。

    四  通电后电源外部电路中导线外表面原子磁极的排列

    从下图可以看出，导线外表面是电子运动的一条高速路，电子在导线内的速度是大于其绕原子核旋转的速度的。

 

 图五  通电后电源外部电路中导线外表面原子磁极的排列

参考文献：

（1）     李增华    电压与电流速度的关系    科技咨询导报    2007年19期第32页

（2）    李增华   一种电流速度测试的方法     电源技术应用   2013年第3期

（3）    李增华   电子的速度     中国科技纵横     2018年第9期239页