現代人的生活和生產，一時一刻也離不開“電”。那么你知道“電”是如何產生的嗎？電能又是如何轉換成我們需要的能量形式呢？

一、發電機

發電機是指將其它形式的能轉換成電能的設備。它由水輪機、汽輪機、柴油機或其它動力機械驅動，將水流、氣流、燃料燃燒或原子核裂變產生的能量轉化為機械能傳輸給發電機，再由發電機轉換為電能。無論何種形式的動力，發電機的發電原理是相同的，都是利用動力（外力）推動線圈或磁場運動，使線圈和磁場二者間發生相對運動，導致穿過線圈的磁通量發生改變，從而在線圈中產生感應電動勢。

發電機的結構分為定子和轉子兩大部分。依據定子和轉子裝置的不同將發電設備分為兩大類。一類稱為旋轉電樞式，即定子是產生磁場的裝置，而轉子是產生感應電流的線圈（稱為電樞），磁場不動而線圈轉動；另一類稱為旋轉磁場式，即轉子是產生磁場的裝置，而定子是產生感應電流的線圈，磁場旋轉而線圈不動。

將直流發電過程簡化為如圖1所示模型。在豎直向下的磁感應強度為B的勻強磁場中，兩根光滑平行金屬軌道MP、NQ固定在水平面內，相距為L，電阻不計。電阻為R的金屬導體棒ab垂直于MP、NQ放置在軌道上，與軌道接觸良好，以平行于MP的速度v向右做勻速運動。圖1軌道端點M、N間接有阻值為r的電阻，導體棒ab受到水平向右的外力F作用。從宏觀來看，在外力F作用下，ab相對磁場B向右運動，ab中產生從b到a 的感應電流I，ab棒受向左的安培力F安作用，外力F克服安培力做功，將其它形式的能轉化為電能。

二、電動機

電動機的裝置和發電機類似，它是將電能轉化為機械能的裝置。它的原理是電流在磁場中受安培力作用，安培力作為推動電動機轉動的動力，通過安培力做功，將電能轉化為電動機的機械能。

如圖2甲圖所示直流電動機簡化模型。在豎直向下的磁感應強度為B的勻強磁場中，兩根光滑平行金屬軌道MP、NQ固定在水平面內，相距為L，電阻不計。電阻為R的金屬導體棒ab垂直于MP、NQ放在軌道上，與軌道接觸良好，電源電動勢為E，內阻為r。其等效電路如圖2乙所示。

從宏觀來看，閉合開關s后，金屬棒中的電流從a流向b，根據左手定則可知：金屬棒所受安培力水平向右，推動金屬棒向右運動。通過安培力做功，將電能轉化為金屬棒的機械能。

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可見，無論是發電機還是電動機，安培力是否做功是電能和其他形式的能相互轉化的條件。

電的能量轉換

圖文簡介

你知道“電”是如何產生的嗎？