电机的发明对能源利用的作用粤教选修PPT课件

1、核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练课前自主学案课前自主学案知能优化训练知能优化训练第二节第二节第1页/共31页课前自主学案一、古代对电和磁的认识古希腊哲学家泰勒斯的记载用木块摩擦过的琥珀能够吸引碎草等轻小的物体我国文字记载的电磁现象：殷商时代的甲骨文中我国文字记载的电磁现象：殷商时代的甲骨文中就有就有“雷雷”字；西周时代的青铜器上刻有字；西周时代的青铜器上刻有“电电”字；西汉末年，就有过摩擦的玳瑁能吸引微小物字；西汉末年，就有过摩擦的玳瑁能吸引微小物体的记载；东汉王充把琥珀摩擦后可以吸引微小体的记载；东汉王充把琥珀摩擦后可以吸引微小物体与磁石吸引针的现象同时提出物体与磁石吸引针的

2、现象同时提出利用磁石指南的特性发明的指南针，是电磁领域利用磁石指南的特性发明的指南针，是电磁领域的第一个重大发明指南针的应用，促进了人类的第一个重大发明指南针的应用，促进了人类航海事业的发展和世界文化的交流航海事业的发展和世界文化的交流第2页/共31页二、近代电磁技术与第二次工业革命近代电磁领域的重要发明与发现近代电磁领域的重要发明与发现科学家时间发明或发现成果伏打1800年_奥斯特1820年_亨利1827年发明实用的电磁铁法拉第1831年_西门子1866年发明实用的自激式直流发电机爱迪生1879年发明白炽灯特斯拉等19世纪80年代末发明交流输电技术发明电池发明电池发现电流的磁效应发现电流的磁

3、效应发现电磁感应定律发现电磁感应定律第3页/共31页近代电磁领域的发明、发现，催生了电力工业，引发了第二次工业革命，促进了社会发展三、现代电磁技术的发展1电力、电子、电信产业在国民经济中占有重要地位2信息交流领域的电磁技术的发明成果19世纪末期，莫尔斯发明电报19世纪末期，贝尔发明电话19世纪六十年代，麦克斯韦预言世纪六十年代，麦克斯韦预言_的存的存在赫兹用实验证实电磁波的存在在赫兹用实验证实电磁波的存在电磁波电磁波第4页/共31页19世纪末期，马可尼发明_20世纪早期，出现广播和电视20世纪末期，出现互联网技术3_是现代化的基础，极大地促进是现代化的基础，极大地促进了社会的发展了社会的发展无

4、线电通信电磁技术电磁技术第5页/共31页直接利用直接利用 第6页/共31页再生能源再生能源非再生能源非再生能源第7页/共31页电机电机电能电能机械能机械能第8页/共31页3电机把一次能源转换成机械能的过程如下：电机把一次能源转换成机械能的过程如下：第9页/共31页核心要点突破一、电磁技术的应用和作用现代电磁技术的应用和作用是本节的重点，结合移动电话、电脑、互联网技术及现代化的电气化、自动化等各方面具体应用，可以看出电磁技术对当代社会的现代化、对人类社会的发展有多么重大的影响，它极大地促进了社会文明的发展，促进了现代化社会的前进法拉第于法拉第于1831年发现了电磁感应现象之后，工程技年发现了电磁

5、感应现象之后，工程技术专家敏锐地意识到电力对人类生活的意义，纷纷术专家敏锐地意识到电力对人类生活的意义，纷纷投身于对电力开发、传输和利用方面的研究投身于对电力开发、传输和利用方面的研究第10页/共31页1832年，法国发明家皮克西(H.Pixii)制成第一台手摇发电机；1866年，德国工程师西门子制造了第一台自激式发电机，大大提高了发电的效率世界上第一台直流电动机则是在世界上第一台直流电动机则是在1834年由美国工年由美国工程师达文波特程师达文波特(T.Davenport)在美国物理学家约瑟在美国物理学家约瑟夫夫亨利的支持下制造的从此，电力开始成为亨利的支持下制造的从此，电力开始成为取代蒸汽动

6、力的新能源取代蒸汽动力的新能源第11页/共31页电灯、电报、电话、电车、电焊、电影放映机等的相继问世，使电力的应用范围不断扩大，人们对电力的需求因此也不断增长.1882年，法国物理学家德普雷(M.Deprez)发现了远距离送电的方法；同年，美国发明家爱迪生建立的第一个火力发电站开始运行到到19世纪末世纪末20世纪初，世界进入了电气时代世纪初，世界进入了电气时代二、对发电机和电动机的认识1把机械能转化为电能发电机的发明在法拉第发明了圆盘发电机后，各种各样的发电机设计方案如雨后春笋般不断涌现第12页/共31页(1)第一台永磁发电机1832年，法国的皮克西年，法国的皮克西(H.Pixii)发明了用永

7、久磁铁发明了用永久磁铁制造的发电机如图制造的发电机如图311这台机器用手摇驱动，这台机器用手摇驱动，使磁铁相对于线圈旋转由于永久磁铁的磁场较使磁铁相对于线圈旋转由于永久磁铁的磁场较弱，手摇的转速度小，因此得到的功率也较小，弱，手摇的转速度小，因此得到的功率也较小，但这是根据法拉第电磁感应原理制造的第一台有但这是根据法拉第电磁感应原理制造的第一台有实用意义的发电机实用意义的发电机图图311皮克西的永磁发电机皮克西的永磁发电机第13页/共31页1834年，英国的克拉克制造了一台带有整流子年，英国的克拉克制造了一台带有整流子的手摇永磁发电机如图的手摇永磁发电机如图312.它能得到比当它能得到比当时的

8、化学电池更高的电压，可以作为实验室所时的化学电池更高的电压，可以作为实验室所需要的电源需要的电源图图312克拉克的手摇永磁发电机克拉克的手摇永磁发电机第14页/共31页(2)向大电流发展此后，许多发明者制造了一系列改进的发电机，朝此后，许多发明者制造了一系列改进的发电机，朝着增大电流方向发展有的用三个蹄形磁铁组合在着增大电流方向发展有的用三个蹄形磁铁组合在一起，有的将许多蹄形磁铁呈辐射状排列，用以增一起，有的将许多蹄形磁铁呈辐射状排列，用以增大磁场其中，英国的霍姆斯对永磁发电机的发展大磁场其中，英国的霍姆斯对永磁发电机的发展起了很大的作用为了使灯塔更明亮，他曾制造了起了很大的作用为了使灯塔更明

9、亮，他曾制造了一台用一台用36个个U形磁铁组成的大型永磁发电机这台形磁铁组成的大型永磁发电机这台机器占地约机器占地约0.45 m2，重，重2 t，效率很低，当用一台转，效率很低，当用一台转速为速为600 r/min的蒸汽机驱动时，输出功率还不到的蒸汽机驱动时，输出功率还不到1.5 kW，但是，它确实能使灯塔发出更明亮的光法拉，但是，它确实能使灯塔发出更明亮的光法拉第也说，发出的光是第也说，发出的光是“如此地强烈，如此地厚实，如此地强烈，如此地厚实，如此地凝聚，如此地没有暗影的晃动，以至于人们如此地凝聚，如此地没有暗影的晃动，以至于人们不能不渴望它的成功不能不渴望它的成功”第15页/共31页(3

10、)电磁铁代替永磁铁为了增强磁场，一些发明者另辟蹊径，提出了用电磁铁代替永磁铁的设想最初，用伏打电池给电磁铁供电，发电量有了很大提高1866年，德国人西门子和英国人瓦利分别发明了自年，德国人西门子和英国人瓦利分别发明了自激发电机激发电机(图图313)这种发电机利用自身发出的这种发电机利用自身发出的电，使磁极线圈产生磁场，大大提高了发电机的效电，使磁极线圈产生磁场，大大提高了发电机的效率自激发电机称得上是现代实用发电机的雏形率自激发电机称得上是现代实用发电机的雏形图图313瓦利的自激发电机瓦利的自激发电机第16页/共31页今天，人们普遍承认，制造第一台能够产生真正今天，人们普遍承认，制造第一台能够

11、产生真正连续电流的、具有实用尺寸的直流发电机的荣誉连续电流的、具有实用尺寸的直流发电机的荣誉应归于比利时的格拉姆他于应归于比利时的格拉姆他于1873年首先在维也年首先在维也纳展出了直流电动机纳展出了直流电动机(图图314)，接着很快就生，接着很快就生产了适应灯塔照明、电镀、工厂照明等各种不同产了适应灯塔照明、电镀、工厂照明等各种不同用途的发电机用途的发电机图图314格拉姆的直流发电机格拉姆的直流发电机第17页/共31页(4)爱迪生的推广随着白炽灯的发明，随着白炽灯的发明，1880年，美国发明家爱迪生年，美国发明家爱迪生改进了西门子发电机，使它可以广泛地应用在家改进了西门子发电机，使它可以广泛地

12、应用在家用照明和动力上从此，发电机才得到广泛的应用照明和动力上从此，发电机才得到广泛的应用，开始了以电的应用为标志的世界用，开始了以电的应用为标志的世界“第二次产第二次产业革命业革命”第18页/共31页从法拉第发现电磁感应原理至爱迪生把电的应用从法拉第发现电磁感应原理至爱迪生把电的应用推广到工业生产的各个方面，经历了整整推广到工业生产的各个方面，经历了整整50年的年的时间究其原因，除了早期的发电机采用永久磁时间究其原因，除了早期的发电机采用永久磁铁，磁场弱、电流小的缺陷外，另一方面的原因铁，磁场弱、电流小的缺陷外，另一方面的原因是社会上还没有电灯、感应电动机，对电力的需是社会上还没有电灯、感应

13、电动机，对电力的需要不像爱迪生发明电灯后那么迫切因此，发电要不像爱迪生发明电灯后那么迫切因此，发电机的发展较为缓慢机的发展较为缓慢第19页/共31页2把电能转化为机械能电动机的发明根据奥斯特关于载流导线的电冲突是圆形的描述，法拉第设计了图315的装置当他接通电源后，左边磁棒绕导线旋转，右边导线绕磁棒旋转，这就是有名的“电磁旋转实验”这是继奥斯特发现之后的又一个重大进展，它使奥斯特的瞬间运动变得连续起来图图315电磁旋转实验电磁旋转实验第20页/共31页世界上第一台电动机的雏形在法拉第的创世界上第一台电动机的雏形在法拉第的创造性实验中被孵化出来了，这预示着将要造性实验中被孵化出来了，这预示着将要

14、有新的动力机械造福人类了有新的动力机械造福人类了第21页/共31页三、感应电动机的结构和原理1感应电动机的结构感应电动机如图感应电动机如图316所示，它同样由定子和转所示，它同样由定子和转子两大部分组成定子由铁芯和嵌在铁芯中互成子两大部分组成定子由铁芯和嵌在铁芯中互成120角的三组线圈组成转子是由铁芯和嵌在铁角的三组线圈组成转子是由铁芯和嵌在铁芯上的闭合导体构成闭合导体的外形像个鼠笼，芯上的闭合导体构成闭合导体的外形像个鼠笼，因此又叫鼠笼式感应电动机因此又叫鼠笼式感应电动机图图316感应电动机感应电动机第22页/共31页当在定子的三组线圈中通以三相交变电流时，转子就会迅速反向转动2剖析感应电动

15、机的原理如图317所示，在一个蹄形磁铁中间放置一枚小磁针，当磁铁转动时，你一定知道由于磁极间的相互作用，它会带着小磁针一起转动如果在蹄形磁铁中放置一个闭合的小铝框如果在蹄形磁铁中放置一个闭合的小铝框(如图如图318)，当磁铁转动时，可以发现小铝框会跟随，当磁铁转动时，可以发现小铝框会跟随着磁铁转动这是什么道理呢？着磁铁转动这是什么道理呢？第23页/共31页因为磁铁转动时，穿过铝框的磁通量发生了变因为磁铁转动时，穿过铝框的磁通量发生了变化，铝框中产生感应电流，感应电流跟磁铁磁化，铝框中产生感应电流，感应电流跟磁铁磁场的相互作用，使它跟随着磁铁转动场的相互作用，使它跟随着磁铁转动图317图318感

16、应电动机的原理感应电动机的原理第24页/共31页这个实验告诉我们：如果设法在空间形成一个旋转的磁场，那么放在旋转磁场中的闭合导体，就会在电磁相互作用的驱动下发生转动研究表明：三相交变电流能在空间产生旋转磁场，仿佛有一块旋转着的磁铁一样所以，在三个互成所以，在三个互成120角的线圈中，通入三相交变电角的线圈中，通入三相交变电流，同样会使放置其中的闭合铝框转动流，同样会使放置其中的闭合铝框转动(图图319)图图319三相交变电流产生旋转磁场三相交变电流产生旋转磁场第25页/共31页课堂互动讲练对能源的开发和利用的认识对能源的开发和利用的认识 下面是能源的开发和利用图示，请在下面是能源的开发和利用图示，请在中填上相应的能源名称或电机名称中填上相应的能源名称或电机名称第26页/共31页【精讲精析】了解能源的分类和发电机、电动机的作用即可解决本题【答案】煤石油电能发电机电动机核能太阳能【方法总结】【方法总结】发电机作用是把其他形式的能发电机作用是把其他形式的能转化为电能，电动机是把电能转化为机械能转化为电能，电动机是