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在小编很小的时候，小编特别喜欢躲在小仓库里，偷偷看看老爸当年的高中物理书。书里面介绍了一个神奇的东西——变压器，能把高电压变成低电压，也能把低电压变成高电压。每当停电时，小编就想，如果手里有这个神器就好了，就能用电池点亮家里的电视机，就能继续看动画片了。后来一次偶然的机会，拆了一个游戏机的电源头，发现了里面的变压器，大概就是下面这个样子的： 小型变压器 于是小编就想，如果把电池接在一边，电视接在另一边，不就能点亮电视了吗？ 但是并没有成功，年幼的小编想破脑袋也没想出来，为什么变压器不能把电池的低电压变成能点亮电视机的高电压呢？直到小编上了高中、大学，学了电子工程专业，才明白其中的道理。 那么为什么书上说变压器能改变电压，小编的实验却不成功呢？我们先来看一看变压器的结构： 变压器原理图 变压器的基本结构是两组线圈，分别绕在同一个铁芯上。输入电能的一边叫“原线圈”，也叫“初级线圈”；输出电能的一边叫“副线圈”，也叫“次级线圈”。铁芯由具有良好导磁性的铁磁材料制成。变压器为什么能改变电压呢？要了解这个问题，我们首先要从电流的磁效应说起。 1820年4月的一天晚上，丹麦物理学家汉斯·奥斯特（H.C.Oersted）在给学生上课时，突然来了灵感，他把一根通了电的导线平行的放置在了一个小磁针上。令人惊奇的现象发生了，小磁针缓缓转到了和导线垂直的方向。他改变电流的方向，磁针的偏转方向也随之改变。奥斯特看到这个现象非常的兴奋，他意识到电和磁存在着某种内在的联系，是可以互相转化的。三个月后，奥斯特发表了仅有4页纸的简短论文《关于磁针上电流碰撞的实验》，向世界宣布了电流的磁效应。这一天是1820年7月21日，在这一天，奥斯特揭开了电磁学的序幕，标志着电磁学时代的到来。 汉斯·奥斯特 既然电流能够产生磁场，那么磁场也一定能产生电流。时任英国皇家学院实验室总监的法拉第对此产生了极大热情，转向电磁学研究。然而从电生磁到磁生电，整整耗费了法拉第10年的时间。直到1881年8月29日，通过下图的实验装置，法拉第终于发现只有变化的磁场才能产生变化的电流，由此揭开了电磁感应的原理。而这个实验装置，也就是世界上的第一个变压器。同年10月28日，法拉第发明了人类有史以来的第一个发电机——圆盘发电机，人类文明史上的电力时代从此开端。值得敬佩的是，伟大的物理学家法拉第因为家境贫寒，只上过两年小学，完全是靠着惊人的毅力通过自学，成为了著名的物理学家和化学家。 伟大的物理学家——迈克尔·法拉第 法拉第的电磁感应线圈 当然这里面还有一个小插曲，美国著名科学家亨利在1830年时，就发现了磁生电的现象。当时正直假期，他利用下图的装置实验时发现，合上开关K会使检流计（一种简单的电流表）的指针摆动；而断开开关时，检流计会向相反的方向摆动。亨利实验是电磁感应现象的另一个关键实验，然而亨利做事谨慎，没有急于发表成果，假期结束后他只好把这个事搁置了。所以是法拉第率先公布了电磁感应实验，电磁感应的发现人也就归功于法拉第了。 亨利的实验装置 两个实验都解释了这样的一个原理：变化的磁场能够产生变化的电流，这一原理更加规范的表述为只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流。我们来回顾一下我们开头的问题，为什么变压器能改变电压呢？因为通过原边的变化的电流产生了变化的磁场，这个磁场通过铁心传导到了副边，在副边的线圈中感应出了电压。而原边产生磁场的强弱，与原边的圈数（又叫匝数）成正比，圈数越多，电流越大。而磁场在副边感应出的电压，同样和副边的圈数成正比。因此只要控制好原边和副边的圈数比，就能成比例的改变电压大小了。 那么为什么小编的实验没有成功呢，因为我们平时用的干电池提供的是直流电，也就是恒定不变的电压。恒定的电压只能产生恒定的磁场，而恒定的磁场，是不能在副边感应出电压的，因此变压器是不能改变直流电的电压的。所以小编的实验当然就没有成功啦。 虽然小编的实验失败了，但是探索的过程早早的在小编心里埋下了科学的种子。总有一天，这颗种子会生根发芽，即使我们未来不会从事科研工作，这种科学的精神都是一笔珍贵的财富。通过这个故事，我们也要铭记，再天马行空的想法，想要落地还是需要扎实的理论知识。古人说学而不思则罔，思而不学则殆，光想不学终究只是幻想，只有掌握了扎实的理论知识，才能真正实现我们的奇思妙想，否则就会成为“民科”，在错误的道路上渐行渐远。 民科1 民科2 民科与大V 民科与官微 + |
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