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主题:【原创】小侃电机之拉磨得驴 -- 黑皮

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家园 【原创】小侃电机之拉磨得驴

爱莲大侠前两天要黑皮再写一个跟科学沾边的,黑皮就想,俺的专业主要是电机的驱动和控制。不如就侃侃电机?不过顾忌这河里水深,哪一行都有高手,黑皮搞这一行也没几年,咱还是藏拙吧。。。。。后来一想,要是能碰到大牛,多受点教育也是好事。不过不敢大侃,只敢小侃一番。

那就现在开始,电机可以说是现在工业社会最重要的机械之一了,主要执行的是电能机械能转换。。。啊啊啊!谁扔鸡蛋!(什么,太枯燥,平时老师就是这么说的) 啊啊啊!还扔!

哦,那就稍微通俗一点。

第一,电机怎么工作

电机工作的主要依靠两条物理现象。第一,电磁感应原理, 第二,磁场的相互作用力的原理。当然,在真正的大牛眼里,电既是磁,磁既是电,色即是空,空即是色,坑即是河,河即是坑。。。

。。不过简单形容起来,黑皮觉得电机工作原理可以这样考虑:

考虑有两个磁体N S相对放置,当磁体甲平行移动,远离磁体乙时,磁体乙必然会因为磁场吸引力,跟随磁体甲做同样的平行移动。(如果需要加强直观认识的请参考“周星驰之大内密探零零发”,看看零零发如何利用磁场作用力力斗歹徒,保护了皇上和人民群众的安全)。虽然如此,平行移动有一个缺陷,就是如果要电机长时间持久作功的话,磁体甲的运动轨迹也需要无限长。于是,这时候,圆柱体结构勇敢的站了出来。如果在一个圆柱的外沿给予一个周期性旋转的磁场的话,那圆柱体内部的磁体就会周而复始得随着外部的磁场运动作功了。(需要加强直观理解的可以参考老乡家拉磨得驴,一圈一圈又一圈。。。。。)。

如果说磁场的作用力相当于了拉磨结构中的驴身上的那根传递力的绳子,而圆柱体结构解决了磨坊的结构和磨坊场地问题,那现在放在我们面前的最重要的问题,就是驴!

中国其实是最早发现磁现象的国家了,还因此发明了指南车,指南针,指南龟,指南胖头鱼,指南土鳖扛铁牛等等等等,令黑皮痛心疾首的是,发现磁现象之后多年以后,中国人始终没有想到把磁作用力应用到生产活动中去。其中最关键的问题就是,没有找到这头驴.....但是在1791年,英国诞生了一个叫做法拉第的男人,他发现了这头驴!自从法拉第发现电和磁场的关系,电场能够产生磁场以后,一切都变得很简单了。然后人类要做的就是,用各种各样不同的电驱动方法,来产生一个旋转的定子磁场,然后让转子的磁场跟随旋转磁场运动作功。但是一切的开始,都取决于法拉第发现的电磁感应定律,黑皮导师每一次做和电机有关的presentation,都会把法拉第的照片放在最前面的那几页,就好像木匠拜鲁班,琢玉的拜丘处机,妓女供梁红玉,黑社会供关二爷一样。按照他的说法,我们这一行今天有口饭吃,那也是法爷,哦是那法拉第爷赏的。

而对于黑皮看来,蒸汽机诚然是推动现代工业革命的极重要的一步,而真正实现工业机械化的还是电机的发明,因为电机的发明真正让能量的储存,调配和大规模的工业应用变成了可能,换句话说,现代工业这口饭,其中也有那么一点点是法爷赏的。

这一篇主要介绍了驴如何拉磨,哦不是,是电机如何工作的最基本的原理,至于具体怎么产生那个可以拉磨得驴,以及磨盘有那几种结构,请听下回分解。。。。。。

元宝推荐:海天,爱莲,

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家园 黑皮沙发

还指望黑皮兄给开开窍:那虚功率到底到哪里去了,我是打破头也想不出来。

家园 科学万岁

呵呵,差点因为物理不及格留级的哈尼我也看懂啦!

家园 开窍不敢,我们一起探讨

虚功率是指无功功率吗?(reactive power?),我觉得那个不是实际上的功率,无论无功功率多大,系统产生或者消耗的能量都是由有功功率决定的。我感觉无功是用来标示功率因数的一个量,为什么我们要关注每个系统的无功功率的原因是我们可以把他们叠加来以计算整个电网系统的总和无功功率。比如说电机A,B组成一个电网系统,电机A产生了40KVAR的无功,对于电机B,我们就希望他产生-40KVAR的无功以期望保证整个系统的总无功是0从而达到功率因数的最大化。而功率因数的最大化又是电网高效传输的重要保证。

家园 上花!果然是在Mappin street上呆过的

让驴在石板路上撒欢了跑就是磁悬浮吗?

家园 哈哈,大鹏兄这一比有意思。

家园 据说指南车是商朝发明的

以前看过一本现代控制理论的书,介绍中国的指南车是商朝就已经发明了,大概周武王就是用这个东西走出了西岐,到达了朝歌……科学阿

家园 果然厉害,大坑!

慢慢填!

家园 “虚功率到底到哪里去了”?有功能去哪里,无功也一样能去哪里啊

望晨兄明详示这个问题,咱们再一起探讨

家园 巧,原来还是一个学院的,无功的一个重要功能是调压

交流电的特性,尤其是三相交流电的特性派生出来的这些虚头八脑概念的确很缠人哈

家园 你这么一类比,弄得我最想听听怎么卸磨杀驴,哈哈

玩笑玩笑。

家园 就是这些东西,当年学电工的时候,学得晕晕乎乎的

后来也不用,就晕到现在了。有时要求计算系统消耗的功率,反正他说怎么算,我就怎么算。imaginery power和reactive power是一回事吗?

家园 我也说不清到底是怎么样一个问题

应该是三相电里特有的。单相还马马虎虎,三个相倒来倒去,就倒出很多虚的东东来。当年学电工的时候,也是复数向量来回整,这一科就差点栽进去了。

家园 不是黄帝战蚩尤时发明的吗?

当然,都是说说,没有实物也没有图像(壁画之类),考古学上不作数的~

家园 好像有人说过指南车不是磁原理吧

至少传说中的指南车凭磁场保持方向是古人不可能做到的,唯一可能确认方向的方法是利用差动齿轮将转弯时两轮的行走距离差用角度表示出来。

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