哥倫布蛋

哥倫布蛋是一顆雞蛋狀的銅塊。在旋轉磁場中，蛋以其長軸旋轉，最終因陀螺效應而站立。

基本介紹

• 中文名：哥倫布蛋
• 外文名：Tesla's Egg of Columbus
• 原理：陀螺效應
• 發明者：尼古拉·特斯拉

歷史

在1893年的芝加哥哥倫比亞博覽會上，發明家尼古拉·特斯拉為演示他修建的交流電設備而創造哥倫布蛋，用來展示和解釋旋轉磁場模型和異步電動機的原理。

特斯拉的設備使用的環形鐵芯定子上繞有四個線圈匝。該裝置是由一個兩相交流電流源（如變速發電機）創建旋轉磁場。該設備運行25到300赫茲的頻率。理想的工作頻率被描述為35至40赫茲。為展示目的之複製品可在貝爾格勒的尼古拉·特斯拉博物館，薩格勒布的技術博物館及密西根州的安娜堡手動博物館中看到。

異步電動機

異步電動機（即感應電動機）接在頻率為f的電網上運行時，轉速n與電網頻率f之間不存在同步電動機那樣的恆定的比例關係。同步轉速和轉子轉速之間有轉差，轉差率通常介乎3%到10%。如果轉子轉速高於同步轉速，則變成發電機。

異步電機是按轉子繞組形式，分為繞線式和鼠籠式，單相感應電動機全部均為鼠籠式。

異步電動機主要用作電動機，其功率範圍從幾瓦到上萬千瓦，是國民經濟各行業和人們日常生活中套用最廣泛的電動機，為多種機械設備和家用電器提供動力。例如工具機、中小型軋鋼設備、風機、水泵、輕工機械、冶金和礦山機械等，大都採用三相異步電動機（asynchronous motor）拖動；電風扇、洗衣機、電冰櫃、空調器等家用電器中則廣泛使用單相異步電動機。異步電動機也可作為發電動機，用於風力發電廠和小型水電站等。

旋轉磁場

旋轉磁場，磁感應矢量在空間以固定頻率旋轉的一種磁場；是電能和轉動機械能之間相互轉換的基本條件。廣泛套用於交流電機、測量儀表等裝置中。

交流電機氣隙中的磁場。因其沿定、轉子鐵心圓柱面不斷旋轉而得名。旋轉磁場是電能和轉動機械能之間互相轉換的基本條件。

通常三相交流電機的定子都有對稱的三相繞組（見電樞繞組）。任意一相繞組通以交流電流時產生的是脈振磁場。但若以平衡三相電流通入三相對稱繞組，就會產生一個在空間旋轉的磁場。磁場的對稱軸線φ隨時間而轉動，其轉速ns由電壓頻率f和磁極對數P決定ns稱為同步轉速或同步速（以轉每分表示）。中國現在套用的工業電源的頻率f為50赫,於是兩極電機(P=1)的ns=3000轉/分；四極電機(P=2)的ns=1500轉/分。

隨時間在空間旋轉的磁場。它有圓旋轉磁場和橢圓旋轉磁場之分。

在空間環繞固定軸心以一定速度旋轉的磁場。可由電氣(如三相異步電機定子繞組通以三相交流電時在空氣隙中產生)和機械(如同步電機的轉子磁極旋轉產生)的方法形成。