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(4)变压器为什么不能使直流电变压?(导电四)

 太平洋迦楼罗 2015-12-13

    了解了电压是怎么形成的、谈到了变压器,现在我们就可以来讨论变压器为什么不能使直流电变压?这是学生们提问最多、得到答复最无奈的问题。

    书本上或百度上的答案是:因为交流电能够产生交变的磁通,此磁通能够穿过铁芯、穿过导线,在次级线圈引起感应电动势;而直流电不能够产生交变的磁通,所以在次级线圈就不能够产生感应电动势。

 

    在此答案中只是多了个名词“交变的磁通”。查物理学词典,磁通量(magnetic flux)是表征磁场分布情况的物理量。那么,直流电也能产生磁场、也会有磁场分布关系,就是说直流电所产生的磁场也是磁通量。同样是磁场,为什么多了个“交变”就能够变压、直流电产生的磁场就不能。显然,这个答案只是把电流转向了其伴生的磁场,为什么交流磁场能够;直流磁场就不行,还是没说清、还是糊涂账,等于什么都没有说。回答者不是有意坑爹,实在是说不清楚。因为不了解金属材料内在的微观构成,就不可能正确回答这个提问。

 

    变压器能够变压,关键是初级线圈内的电流能够转换成次级线圈的电流。要形成次级电流,必要条件是得要有电压波的推动;只有电子的非常规运动才能形成电压波。于是造成次级线圈内的电子非常规运动成为变压的关键。

 

   在《电压是怎么形成的?》发电原理文中说到:金属物质的核外电子常规运转伴生着的磁场,两个价电子结合运转构成微观的小磁体,构成了金属结构。其内在原理是:原子核对电子的引力会延伸到原子之外,相邻两原子相互吸引对方的价电子,形成了价电子共享,形成两个共用电子围绕两个核心的结构元。两个外层电子运转所伴生的磁场,使结构元构成了小磁体,结构元相互吸引,构成了金属材料的结构及延展性等多种特性。(金属材料的微观构成及其作用,请见4、核外电子的运动与晶体

 

    在变压器中,初级线圈内的交变电流伴生交变磁场通过铁芯传到次级线圈,次级线圈内的部分微观小磁体受到交变磁场的扰动,部分价电子就不停地翻转运动以抵制外来干扰,于是就形成的电子的非常规运动、形成了次级的电压波、驱动电子随之运动形成了次级电流。 

    

     如果在变压器初级线圈通入直流电,直流电能够伴生稳定的磁场,使铁芯变成一个稳定的磁铁。铁芯中稳定的磁场也能够传导的次级线圈之中,次级线圈内的部分结构元(微观小磁体)立即调整到与外磁场抗衡的方位、稳定运转。但是,当把变压器接到直流电源、在接通或断开瞬间,用非常精密的仪器可以在皮秒或飞秒时间内测到瞬间电流,这就是结构元受到外磁场时调整和回复瞬间产生的电流。(希望有实验能力的实验室完成此实验)

    因为直流电伴生的外磁场稳定,结构元调整后的运转也就稳定,线圈内没有电子的非常规运动,不能形成电压波、也就没有次级电流。所以变压器不能使直流电变压。

                                              2013-11-2

 

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