根据电磁感应原理,导线与磁场发生相对运动时,导线里就会产生电流。汽车发电机就是利用了这一原理来发电的。
在发电机内部,外壳固定了一圈导线,称为定子线圈。发电机电流就是从这里输出的。发电机中间的转动部分称为转子,它是一个励磁线圈,与发动机相连。
发电机工作时,先给励磁线圈通电,产生磁场。然后,发动机驱动励磁线圈转动,使磁场与外壳的线圈发生相对运动,从而在线圈中产生电流。
汽车发电机还具有自动调节发电量的能力,可以根据汽车的用电需求来调节发电量。这样设计有两个好处:首先,可以降低油耗。因为发电机是靠发动机带动工作的,发电量越大,消耗的动力就越多,油耗自然就更高。因此,在用电需求小的时候降低发电量可以节省油耗。其次,这样做可以保护整车电路。由于发动机转速波动范围很大,如果发电机不能自动调节发电量,猛踩油门时发动机转速过高,发电量暴增,可能会烧坏车辆电路。
汽车发电机是通过调节励磁电流来调节发电量的。根据电磁感应原理,发电机转速越高、磁场强度越大,发电量就越大;转速越低、磁场强度越小,发电量就越小。因此,我们可以通过改变发电机磁场的强度来调节发电量。由于汽车发动机的主要任务是驱动车辆行驶,发动机转速时高时低,无法照顾发电机的感受,所以我们只能通过改变发电机磁场的大小来调节发电量。
汽车发电机上有一个专门负责调节发电量的电子元件,称为电压调节器。它以发电机输出电压为标准来调节发电量。例如,当用电量增加时,发电机输出电压被拉低,于是电压调节器会增加励磁线圈的电流,提升发电量。当用电量降低时,发电机输出电压升高,电压调节器会减少励磁线圈的电流,降低发电机磁场,从而降低发电量。
了解完汽车发电机的原理后,我们可以轻松解答一些日常用车中遇到的问题,例如:
1. 汽车电瓶充满电后,发电机发出来的电到哪里去了,电瓶充满后,发电机发出来的电被汽车其他用电器消耗掉了。汽车行驶时,发电机发出来的电一部分用来给电瓶充电,另一部分供汽车使用。当电瓶没充满时,发电机发电量较高;当电瓶充满后,发电机发电量自动降低,发出来的电只供汽车使用。
2. 汽车行驶中用的是发电机的电还是电瓶的电,汽车行驶中使用的是发电机的电。因为发电机输出的电压始终比电瓶电压高,这样发电机才能给电瓶充电。而发电机电压较高,所以行驶中汽车使用的其实是发电机发出来的电。此时电瓶相当于一个稳压电容。
3. 怠速时电瓶能充进电吗,怠速时当然可以给电瓶充电。因为发电机具有自动调节发电量的能力。怠速时虽然发电机转速很低,但电压调节器可以通过增加发电机磁场强度来提高发电量。所以怠速时发电机同样可以正常发电。
4. 发电机一直在发电,不用白不用,这是真的吗,当然不是真的。虽然发电机一直随着发动机在转动,但发电机的发电量永远与汽车的耗电量持平,从不会多发一度电。例如,怠速时你打开大灯,虽然怠速转速没变,但是用电量增加了,所以电压调节器会增加发电机磁场强度来增加发电量。
磁场强度增加后,发电机转动的阻力也会增加,发动机需要多喷油提高动力以维持转速,油耗肯定会升高。因此,发电机发的电并不是白给的,你不用的时候人家自然会降低发电量,不用就省下了,而不是浪费掉。
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