|
Пусть имеется однородное магнитное поле, образованное
между полюсами электромагнита. Внутри поля под действием посторонней
силы вращается по окружности в сторону движения часовой стрелки
металлический прямолинейный проводник. Пересечение проводников магнитных
линий приведет к появлению в проводнике индуктированной ЭДС. Величина
этой ЭДС зависит от величины магнитной индукции, активной длины
проводника, скорости пересечения проводником магнитных линий и синуса
угла между направлением движения проводника и направлением магнитного
поля. ?= Bl?sin?.
Разложим окружную скорость на две составляющие – нормальную и тангенциальную
по отношению к направлению магнитной индукции. Нормальная составляющая
скорости обусловливает наводимую ЭДС индукции и равна:
?n = ?sin?.Тангенциальная составляющая скорости не принимает участия
в создании индуктированной ЭДС и равна: ?t = ?cos?.
При движении проводник будет занимать различные положения. За один
полный оборот проводника ЭДС в нем сначала увеличивается от нуля
до максимального значения, затем уменьшается до нуля и, изменив
свое направление, вновь увеличивается до максимального значения
и вновь уменьшается до нуля. При дальнейшем движении проводника
изменения ЭДС будут повторяться.
Во внешней цепи будет протекать изменяющийся по величине и направлению
ток. Такой ток называется переменным в отличие от постоянного, который
дают гальванические элементы и аккумуляторы.
Переменная ЭДС и переменный ток периодически меняют свои направления
и величину. Значение переменной величины (тока, напряжения и ЭДС)
в рассматриваемый момент времени называется мгновенным значением.
Наибольшее из мгновенных значений переменной величины называется
ее максимальным, или амплитудным, значением и обозначается Im, Um.
Промежуток времени, по истечении которого изменения переменной величины
повторяются, называется периодом Т (измеряется в секундах). Число
периодов в единицу времени называется частотой переменного тока
и обозначается v (измеряется в герцах). В технике применяют токи
различной частоты. Стандартная промышленная частота в России -50
Гц.
ЭДС в проводнике индуктируется по закону синуса. Такая ЭДС называется
синусоидальной.
Переменный синусоидальный ток в течение периода имеет различные
мгновенные значения. Действия тока не определяются ни амплитудным,
ни мгновенным значениями. Для оценки действия, производимого переменным
током, сравним его с тепловым эффектом постоянного тока. Мощность
постоянного тока, проходящего через сопротивление, будет С = I2R.
Зависимость между действующими и амплитудными значениями силы тока
и напряжения переменного тока имеет вид:
Im = I?2, Um = U?2.
Действующее значение переменного тока равно такому постоянному току,
который, проходя через то же сопротивление, что и переменный ток,
за то же время выделяет такое же количество энергии.
|
