家用电是怎么产生的？从法拉第说起
发布日期：2026/3/24 21:57:02
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家用电是怎么产生的？从法拉第说起本文转自：科普中国我们每天都离不开电，也知道家用电是从发电厂发出来的。但是发电厂是如何发电的呢？是谁第一个发现了这个原理呢？要了解这些，我们首先要从一个人物——法拉第——说起。
一.电磁感应现象
丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应之后，英国物理学家法拉第就想到：既然电流能够产生磁场，那么反过来，磁场是否能够产生电流呢？因为在法拉第的时代，人们用电都是使用锌、铜和盐水制作的伏打电池，这种电池制作麻烦，电压小，发出的电不适于普通人使用。但是自然界的磁铁资源非常丰富，如果使用磁铁发电，那么电就能进入千家万户了。
法拉第为了这个理想进行了艰苦的实验，他最初的想法是将一块磁铁放在螺线管中，期待着电路中产生电流，但是一直没有获得成功。终于，在1831年，法拉第的实验获得了突破，他发现：只有在磁铁插入或者拔出螺线管的过程中，电路中才会产生电流。
我们用现代的方法可以把法拉第的实验等效成上面的情况：用一个螺线管连接电流表，将一根磁铁插入螺线管的过程中，电流表就会产生示数。而且，插入的速度越快，电流表指针的偏转就越大。同样，在磁铁拔出螺线管的过程中，电流表指针也会偏转，只是方向相反。但是，如果磁铁在螺线管中保持静止不动，电路中就没有电流产生了。
法拉第终于明白：只有在运动和变化的过程中，磁铁才能够产生电流。法拉第将他的发现总结成五种情况，其中应用在现代发电机的情况是：在磁场中切割磁感线的导体可以产生电流。
比如：我们将一根导线与电流表相连，并且使得导线向右运动，这样导线就好像刀一样切断了磁感线，电路中就会出现电流。而且我们可以使用右手定则判断电流的方向：如果磁感线穿过右手的手心，大拇指指向导线运动的方向，那么右手四指的方向就是产生的电流方向。
按照这个原理，法拉第制作了早期的发电机，而英国财政大臣对发电机的用途表示怀疑。他问法拉第：你的发明很有趣，但是它有什么用呢？
法拉第说：阁下，也许你很快就能对它收税了。
果然，现在电已经成了我们生活必不可少的一部分，谁家用电不交钱呢？
二.直流电和交流电
早期的发电机产生的都是直流电。所谓直流电，就是电流方向不发生变化的电流。现在我们的家用电都是交流电，所谓交流电，就是方向周期性变化的电流。
具体来说，两孔插座中有一根线称为“零线”，零线电压与大地相同，所以触摸零线不会触电。另一根线称为“火线”，火线电压一会儿比大地高，一会儿比大地低。由于电流从高电压流向低电压，所以电流有时候从火线流过用电器，再流回零线，有时候从零线流过用电器再流回火线，每个周期是1/50s，称为50Hz的交流电。交流电与直流电相比最大的优点就是改变电压十分方便，从而可以进行高压传输以减小损耗。
