磁在发电机和电动机中的应用

我们生活在电气化时代。但是电是如何获得的呢？一般来说，电能是由热能、水的动能、原子能等其他能量转换成电能的。也就是说，这些能量首先通过热机或液压机转化为机械能(动力),然后机械能转化为电能。这台将机械能转化为电能的机器叫做发电机。为了减少长距离传输过程中的电能损耗，必须增加电能电压并降低电流，这需要升压变压器或高压变压器，其电压会增加。当电能通过高压输送到使用场所时，为了方便和安全，必须降低高压电压。这需要降压变压器或低压变压器来降低电压。升压变压器和降压变压器都不能与磁性应用分开。在电能的应用中，许多应用于动力机械，即把电能转化为机械能(动力)。将电能转化为机械动能的机器称为马达。发电机由磁体系统、在磁性材料上缠绕有电流线圈的电枢和旋转电枢的旋转机器组成。当发电机工作时，旋转机器旋转电枢，电枢上的线圈在磁体系统产生的磁场中旋转。当切割磁场的磁力线时，根据电磁感应原理，线圈中会产生感应电动势，而电流线圈是一条路径时会产生电流。这样，发电机开始发电。图(A)是发电机的工作原理图。

发电机和电动机动作原理示意图

该电动机的结构类似于发电机，并且还包括磁体系统、在磁性材料上缠绕有电流线圈的电枢以及旋转电枢的旋转机器。然而，当电机工作时，它从外部电源通过电枢的电流线圈传递电流。根据电机动作的原理，电枢会在磁场的作用下旋转。图(b)是电机工作原理的示意图。变压器由两组导电线圈缠绕在由磁性材料制成的磁芯上构成，称为绕组，其中一组为输入电流，称为输入绕组或初级绕组；另一组是输出电流，称为输出绕组或次级绕组。输入电压和电流通过电磁感应磁化变压器铁芯，被磁化的变压器铁芯又通过电磁感应使次级绕组产生输出电压和电流。根据电磁感应原理，输入电压与输出电压之比与输入绕组和输出绕组的匝数成正比，而输入电流与输出电流之比与输入绕组和输出绕组的匝数成反比。从发电机、电动机和变压器的结构和工作原理可以看出，磁性的使用是非常重要和不可缺少的。但与此同时，应特别注意的是，磁性仅在发电机、电动机和变压器的能量转换和转移中发挥重要作用，而不产生能量。