|发电机发电时如果没有电器在用电,这些电去哪了?白白损失了吗?
【|发电机发电时如果没有电器在用电,这些电去哪了?白白损失了吗?】
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世界上的能量是守恒的初中我们就学过能量守恒定律 , 能量守恒定律告诉我们 , 能量不会凭空消失 , 也不会凭空产生 , 只会从一种形式转换成另一种形式 , 这是这个世界必须遵循的物理规律 。 发电过程也是一样 , 以火力发电为例 , 水流的冲击作用带动发电机机组的转动 , 在这个过程中 , 水的势能首先转换成水的动能 , 在冲击发电机组时 , 水的动能又传递给发电机 , 使发电机转动 , 发电机转子的转动过程中会进行切割磁感线 , 从而产生电能 。 这就是水力发电的整个能量转换过程 。
如果此时在发电机的另一端接上一个用电器 , 那么我们就可以将电能转换成其它的我们所需要的能量 。 那么假如发电机的另一端没有任何一个负载 , 那么发出来的电又去哪里了呢?毕竟发出来的电不可能会凭空消失 , 那么我们下面就来具体分析一下这个过程 。
发电过程中的能量转换事实上发电机转动过程中 , 不仅仅会受到一个转动产生的摩擦力 , 还会受到一个额外的阻力 , 这个阻力是由于电感所产生的 , 正是因为水克服这个额外的阻力做功 , 才产生了电能 。 我们可以在生活中做这样一个试验 , 很多玩具中使用的马达其实既可以看成是电动机 , 也可以看成是发电机 , 当我们用手去拨动转轴转动时 , 马达其实是可以发电的 。 当马达的接线端什么都不接时 , 我们会发现这时的马达是很容易就可以拨动的 , 之后我们再在两个接线端之间接上一个小灯泡 , 我们再次拨动马达转轴就会发现 , 灯泡会发光 , 但马达转起来的阻力也更大了 , 也正是这个阻力的产生 , 消耗了我们的能量 , 转换成了电能 。
通过这个我们就能够联想到水力发电的过程 , 水力在冲击发电机时 , 假如发电机组外接入了用电器 , 于是发电机与用电器之间就会存在一个循环电流 , 产生电流的同时 , 也会产生额外的阻力 , 那么阻力变大了 , 水在冲击发电机后的动能也将会明显的减小 。 而当发电机空载时 , 这个阻力会消失 , 水损失的能量就会减少 , 那么水流过发电站后的动能就会更大 , 也就是说 , 我们没有将水的这些能量转换成电能 , 相当于是发电量也减少了 , 而不是发出的电会有多余 , 因此也就不存在产生多余的电的说法 。 我们可以把这个过程理解为电能的转换效率变低了 。
同样的 , 对于火力发电 , 当电路中存在有效负载时 , 发电效率将会提升 , 煤炭中燃烧产生的热量能够有效的转换成电能 , 而当我们维持火力不变时 , 假如此时的用电功率减小 , 那么发电机阻力也会减小 , 这些产生的热量将会有更大一部分没有转换成电机的动能 , 而更多以热量的形式散失了 。
但实际的电网中是不可能存在没有用电器接入的情况 , 电网中的电能每时每刻都在消耗着 , 只是存在用电高峰期和低谷期 , 因此 , 为了让能够提高电能的转换效率而不造成浪费 , 发电量会根据电网中的数据来进行调整 , 当用电量出现增大时 , 电流会增加 , 发电机组的阻力也会增加 , 转动减慢 , 那么电流频率也会发生微小的变化 , 那么这个时候就会加大火力 , 发出更多的电提供给用户 。 当用电量减小时 , 火力也会进行相应的减小 , 从而减少热量向周围环境的散失 , 节约能源 。
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