物理学上有哪些知识改变了你对世界的认知?

物理学上有哪些知识改变了你对世界的认知?

天煞,电气工程师

旋转磁场理论。

这是异步电机的基础,由意大利的费拉里斯提出的,他是一位物理学家同时也是电气工程师。

异步电机是目前应用最广的电机:无论是工业的风机水泵,还是家里的电扇空调,大多数用的都是它。

什么是旋转磁场,磁场旋转起来有什么现象,它又和异步电机有什么相关性?

避免枯燥,我先贴一个视频,是我在北京科技馆自己录的。

https://www.zhihu.com/video/1637046860958433280

由于读者不一定是电气专业,这里我啰嗦一点儿,把系统剖析清楚

它从底往上,依次是底部磁铁,中间玻璃隔板,上方钢蛋。这样的布置:

当底部的磁铁旋转起来,形成旋转磁场。钢蛋就被磁场感应,自身形成感应电流。

感应电流再形成磁场,钢蛋也就变成了磁蛋。

然后,底部的磁极在旋转,钢蛋的磁极也就跟着底部磁极一起相斥或相吸,旋转了起来。

也就是这样

有人会问,这玩意不是答主自己全程手摇的吗,和感应电机不搭嘎啊!这个要从费拉里斯的灵感说起,在 1885 年时,交流电已经进入了科学领域,我们的主角费拉里斯就是研究交流电变压器的教授。

当时研究的电机还是直流电机,没人把交流电和电机关联起来。

永磁式直流电机大家都不陌生,这是中学物理都讲过。靠永磁铁作为定子,用电刷给转子通直流电,让电机旋转。

有一天,费拉里斯吃过饭,在公园里遛弯时突发奇想:能不能不给转子通电,反其道行之给定子通交流电,让定子形成旋转的磁场,通过电磁感应让转子旋转起来。

这是一个天才的构想。

很快,费拉里斯设计了原型机。

费拉里斯用交流电,通入铜线圈绕制的定子,就形成了旋转磁场。和我开头视频里,用手摇磁铁转盘的效果是一样的。

定子就通交流电出现旋转磁场,转子感应转了起来。

这是世界上第一台交流异步电动机,应该说它的诞生,使交流电,成为了如今的电力。为工业,为民用,提供了广泛的动力。

是啊,当我们需要动力源时,不用再繁琐的接管道,接锅炉蒸汽动力。而是拉电线,直接接电力。人类也就进入了更方便,更灵活,更高效的电气时代。

如今的感应电机,也就是交流异步电机,最主流的是鼠笼式的。

通过内部铜条,还可以将转子分成多个极性。使之适应不同的扭矩和转速。

1888 年,费拉里斯在都灵科学院作了题为“利用交流电产生电动旋转”的具有历史意义的演讲。自此,旋转磁场理论奠基。我们当代电机动力的基础理论由此奠基。

尤其难能可贵的是,费拉里斯主动放弃申请专利,并向全世界公开其原理和成果,引导交流电的推广和应用。用爱发电的早期代表人物,属于是。当下的知识付费潮流让费拉里斯看到,应该能再度气死过去。

费拉里斯想的是怎么让人们轻松用上电,夏天日,风扇一吹,压缩机一转,凉风冷饮就来了。而不是电机每转一圈,我就要收一圈的钱。

知识如果用来付费,就狭隘了。

多做公益性知识传播,让更多的人受益。不仅能让前辈们的知识成果发扬光大,也能让后世的人知道,这个世界我们来过,我们奉献过,我们努力过。