娛樂百分百: 科普：風力發電的原理

2018年5月30日星期三

科普：風力發電的原理

所有的發電機都用同一個原理髮電——電磁感應原理。

電磁感應現象由英國物理學家邁克爾·法拉第發現，該現象是指導體放在變化的磁通量中會產生電動勢的現象，如果將這個導體連成迴路則這個迴路會通電。

如何人工做到電磁感應，初中物理老師教過我們一個方法：切割磁感線。將一個金屬棒在磁鐵的上方來回晃動，導體會受到變化磁場的作用而產生電勢，如果這個導體是一個環，則這個環能夠通電。

反過來，如果導體不動，磁鐵來回移動同樣能夠在導體中產生電流，於是人們想到用磁鐵旋轉的方式不停地、周期性的改變磁場的方向，置於其中的導體自然能夠產生周期性的電流。

風力發電機的原理來源於此，扇葉的中心連接著磁力極強的磁體，磁體的中間包裹著導體，導體連接著下方的各種東西。。。通過風的作用使扇葉轉動，帶動磁體轉動，磁體轉動帶動磁場也傳動使得中間的導體產生電動勢，將這個導體練成迴路即能夠產生電流。

不止風力發電機，核電、水電的原理統統如此，只是推動磁體轉動的力的來源不一樣而已，水力發電通過高處流下的水推動帶有磁性的磁體的轉軸轉動；核電通過核燃料加熱水，通過蒸汽氣壓的作用推動轉軸的轉動。

關於磁生電的本質和電的本質：麥克斯韋通過數學計算將電磁感應現象歸納成了一個方程組，稱為麥克斯韋方程組，該方程組揭露了電磁感應現象的本質——變化的磁場會產生電場，反過來變化的電場也會產生磁場。而電場能夠與電子（或者帶電的物質）相互作用，置於電場內的電子由於電場的作用被賦予了電勢能，將電勢能釋放的過程也就是用電的過程。

圖片來源：網路

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