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法拉第圓盤發(fā)電機原理
法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象之后不久，他又利用電磁感應(yīng)發(fā)明了一臺發(fā)電機──法拉第圓盤發(fā)電機。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(dǎo)線把電刷與電流表連接起來；紫銅圓盤放置在蹄形磁鐵的磁場中。當(dāng)法拉第轉(zhuǎn)動搖柄，使紫銅圓盤旋轉(zhuǎn)起來時，電流表的指針偏向一邊，這說明電路中產(chǎn)生了持續(xù)的電流。
法拉第圓盤發(fā)電機是怎樣產(chǎn)生電流的呢？我們可以把圓盤看作是由無數(shù)根長度等于半徑的紫銅輻條組成的，在轉(zhuǎn)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(gòu)成閉合電路，電路中便有電流產(chǎn)生了。隨著圓盤的不斷旋轉(zhuǎn)，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(xù)不斷的電流。
法拉第圓盤發(fā)電機雖然簡單，有人說它像一只簡陋可笑的兒童玩具，產(chǎn)生的電流甚至不能讓一只小燈泡發(fā)光。但這是一臺發(fā)電機，是它首先向人類揭開了機械能轉(zhuǎn)化為電能的序幕。后來，人們在此基礎(chǔ)上，將蹄形磁鐵改為能產(chǎn)生*磁場的電磁鐵，用多股導(dǎo)線繞制的線框代替紫銅圓盤，電刷也進行了改進，就制成了功率較大的可供實用的發(fā)電機。
圖1
如圖1所示，把該金屬圓盤看成有無數(shù)條半徑組成，圓盤滾動時，相當(dāng)于每條半徑（如：OA、OB、OC）都繞圓心O轉(zhuǎn)動而切割磁感線。根據(jù)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(xù)轉(zhuǎn)動，部分在磁場中的金屬邊線必將跑至磁場外，而由于慣性，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。法拉第圓盤發(fā)電機歷史
1831年9月23日，法拉第發(fā)明發(fā)電機。英國科學(xué)家法拉第于1831 年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)原理。這一在人類社會發(fā)展過程中起到重要作用的原理是說：當(dāng)磁場的磁力線發(fā)生變化時，在其周圍的導(dǎo)線中就會感應(yīng)產(chǎn)生電流。法拉第曾煞費苦心，通過研究和反復(fù)實驗，終于發(fā)現(xiàn)了這一影響巨大的科學(xué)原理，而且他確信，利用此原理肯定能制造出可以實際發(fā)電的發(fā)電機。發(fā)電機是把機械能把轉(zhuǎn)化成電能的裝置。通過原動機先將各類一次能源蘊藏的能量轉(zhuǎn)換為機械能，然后通過發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電能，經(jīng)輸電、配電網(wǎng)絡(luò)送往各種用電場合。
由于一次能源形態(tài)的不同，可以制成不同的發(fā)電機。利用水利資源和水輪機配合，可以制成水輪發(fā)電機；由于水庫容量和水頭落差高低不同，可以制成容量和轉(zhuǎn)速各異的水輪發(fā)電機。利用煤、石油等資源，和鍋爐，氣輪機配合，可以制成汽輪發(fā)電機，這種發(fā)電機多為高速電機(3000rpm)。此外還有利用風(fēng)能、原子能、地?zé)岬饶芰康母黝惏l(fā)電機。此外，由于發(fā)電機工作原理不同又分作直流發(fā)電機，異步發(fā)電機和同步發(fā)電機。在廣泛使用的大型發(fā)電機都是同步發(fā)電機。
法拉第圓盤發(fā)電機制作方法
法拉第圓盤發(fā)電機制作材料
黃銅板、有機玻璃板、木板、試管膠塞、導(dǎo)線、各種規(guī)格的螺絲若干、角鋁、銅管、轉(zhuǎn)動皮帶輪軸。
法拉第圓盤發(fā)電機制作過程
(1)轉(zhuǎn)盤：取材用厚0.6 mm銅板，裁剪出直徑21 cm的銅圓盤；另用厚3 mm的有機玻璃板，裁剪出直徑18.5 cm的圓盤．用膠將有機玻璃圓盤粘合在銅盤的中心對齊，留出邊緣的1.5 cm的銅圓環(huán)，中心鉆一個0.5 cm孔讓0.5 cm的螺絲穿過，用螺母把轉(zhuǎn)盤與螺絲固定好。
(2)電刷：用粗導(dǎo)線的銅絲做電刷，先做兩個能固定導(dǎo)線位置并能調(diào)節(jié)伸出長度的固定套管，4 x2 cm的銅板，中間用大功率的電鉻鐵焊接上一個4 cm長的銅管，銅管上鉆兩個孔，并鉸上螺紋讓螺絲能旋進，導(dǎo)線從銅管穿進，穿出導(dǎo)線的一端剝出3 cm長的銅絲團成個銅絲餅，調(diào)好伸出長度后，可用這兩個螺絲固定．兩個固定套管各用4個螺絲釘固定在一個21 X4 cm長木板上，相距10.5 cm，做成兩個電刷。
(3)磁場：鋸出一塊9 X 6 X 1.3 cm的木板，中間鉆出直徑4 cm的圓孔，套入直徑4 cm高6.7 cm的塑料管，把u形磁鐵的底部扣在管上，保證它的穩(wěn)定．
(4)整體組裝：底板40 x24 cm的木板，用試管膠塞做四個腳；先裝皮帶輪軸，將轉(zhuǎn)盤裝到轉(zhuǎn)軸上；電刷的木板用角鋁固定在底板，調(diào)節(jié)導(dǎo)線的銅絲餅一個在銅盤的邊緣夾緊上、下面和邊緣，另一個電刷頂在轉(zhuǎn)軸的中心；U形磁鐵的底部扣在管上，管的高度取于把銅盤盡可多地套入U形磁鐵的U形磁場內(nèi)，組裝完畢。[1]
參考資料
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