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发电机发电的时候,如果没有电器在用电,那么这些发出来的电去了哪里?白白损失了吗?

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楼主
发表于 2019-10-30 14:49:44 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
回答这个问题之前我先举个例子。自来水公司通过自来水管道向用户供水,此时自来水管道内是有压力的,最小压力也要保障自来水管道最远端用户正常用水。如果整个供水系统中没有用户用水,水流是不会流动的,这时自来水厂水泵加压做的就是无用功。一但这个时候停电了,水泵不能继续加压,管道中的水会去哪里?
翻回头来说说楼主提出的问题,首先要说说发电机发电原理。稍微有一点物理常识的人都知道,发电机是依靠线圈切割磁力线产生电能的。有人会问,切割磁力线为什么会产生电?我解释一下。切割磁力线是通俗的说法,其实是线圈有效截面积内的磁通量发生了变化。磁通量有变化,在闭合电路中线圈内就会产生电流,有电流产生线圈会产生相反磁力线以抵消磁通量的变化。线圈中电流的方向可以根据楞次定律算出。磁通量变化越剧烈,线圈中的电流越强。
那么在开电路中呢?也就是没有用户用电。由于电路不是闭合的,即便磁通量发生变化,线圈中也不会有电流产生。大家就会说发电机根本就没发电,其实不是这样的,发电机毕竟在做功。线圈不断切割磁力线,磁力线不断对构成线圈的原子的核外电子做功。当达到一定强度的时候,线圈一端的原子的核外电子在磁力线的推动下就会挣脱原子核对它的束缚,传递给第二个相邻原子。由于第二个相邻原子的核外电子数是饱和的,这个原子就会把原本属于自己的电子传递给相邻的第三个原子。依次类推,线圈另外一端的原子得到了一个电子,呈负性,也就是负极,符号是“-”。失去电子的原子也就是正极,符号是“+”。
我要说明的是,电子的传递不是击鼓传花那样传递,而是相邻传递。当磁通量不断加强,会有更多的电子从线圈的一端向另一端聚集。虽然没有电流在线圈中流动,但是线圈的两端也会有电位差。这个差值俗称电源电动势,也叫做空载电压。
如果以上说法你们不能理解,我再举个例子,比如海水涨潮。在潮汐力的作用下海水的波浪一波又一波的冲向岸边,这种现象可以看做磁力线把原子中的电子从线圈的一端向另一端驱赶。随着潮汐力达到极限时,海岸边聚集了大量的海水。同理,当发电机转速达到最大值,开电路中发电机线圈的一端会聚集大量电子。由于潮汐力达到最大值,不会有更多的海水涌向岸边。发电机也一样,当磁通量变化量达到最大值,也不会再有电子向线圈的负极集中。因为如果让原子内部越靠近原子核的核外电子发生转移,需要更大的能量。即便能够做到也是不经济的,还不如增加发电机线圈的圈数更实惠。
综上所述,当发电机在发电的时候没有用户用电,等同于开电路。发电机所做的一切只是维持了电源电动势,没有实际输出等同于白做功。不过发电厂不会那么傻,他们会根据用户实际需求调整发电机机组发电功率。当用户用电量不断攀升的时候,发电机的电源电动势会不断降低,也就是电源电压不断下降。当电源电压下降到一定数值,要么控制用户数量,要么加大电力供给。否则,当发电机机组分得的电压高于负载电压时,发电机内耗就会直线飙升,直至发电机机组被烧毁。
有人说发电机发电时,如果没有用户用电会烧毁发电机机组,这就是无稽之谈。没有用户用电就等同于开电路,电路中电流为零。根据P= UI,换算一下,P=I R^2,电流为零,P也为零,也就是说发电机线圈几乎不产生热量,又怎会烧毁发电机机组呢?

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GMT+8, 2019-11-18 14:19

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