Это явление называется взаимоиндукцией, а возникающая ЭДС электродвижущей силой взаимоиндукции. Взаимоиндукция является частным случаем электромагнитной индукции, поэтому направление ЭДС взаимоиндукции также определяется по правилу Ленца.
Примерные контрольные вопросы
1. Процесс возникновения ЭДС взаимоиндукции.
2. Как определяется направление ЭДС взаимоиндукции.
Переменный ток
1. Получение переменного тока
Переменным током называется такой ток, который через равные промежутки
времени принимает одинаковые по величине и направлению значения (рис.15).
Рис. 15. График переменного тока
Время, в течение которого ток, ЭДС или вообще любая переменная величина совершает полный цикл изменений, называется периодом и обозначается буквой Т. Значение переменной величины (тока, напряжения и др.) в какой-нибудь момент времени называется мгновенным значением и обозначается малыми буквами. Например, i – мгновенное значение тока, e – мгновенное значение ЭДС и т. д.
Наибольшее значение периодически меняющейся величины называется максимальным, или амплитудным, значением и обозначается большими буквами с индексом m. Например, Im, Um – соответственно Амплитудные значения тока и напряжения.
Источником переменного тока являются синхронные генераторы, приводимые во вращение от первичных двигателей – паровых или водяных турбин, двигателей внутреннего сгорания и др. Принцип действия генератора основан на явлении электромагнитной индукции.
Процесс получения переменного тока можно
понять с помощью простейшего генератора переменного тока, состоящего из
постоянного магнита 1 (рис. 16), витка 2, вращающегося в
магнитном поле, двух контактных колец 3, к которым подсоединяются концы
витка, и неподвижных скользящих контактов-щёток 4, при помощи которых
снимается напряжение с вращающихся контактных колец.
Рис. 16. Устройство генератора переменного тока.
Магнитное поле между полюсами будем считать однородным. Если смотреть на виток со стороны колец, то проводники а и б витка, в которых наводится ЭДС, будут вращаться против часовой стрелки. Один полный оборот витка, равный 360 о, разделим на восемь равных частей по 45 о и рассмотрим изменение ЭДС витка при его вращении для каждого из этих положений. Это изменение ЭДС выразим в виде графика. По горизонтальной оси будем откладывать угол поворота витка, а по вертикальной – значение ЭДС (рис. 17).
В положении 1 (рис. 17, б), которое примем за исходное, плоскость витка перпендикулярна магнитному потоку.
Мгновенное значение ЭДС в этот момент в проводниках а и б будет
e = B∙l∙v∙sin 0 = 0.
Этому положению на графике (рис. 17, а) соответствует точка 1, совпадающая с началом координат.
При дальнейшем вращении витка в нём наводится ЭДС, так как проводники а и б начинают пересекать силовые линии. Направление ЭДС определяется по правилу правой руки. В проводнике а ЭДС. будет направлено за плоскость чертежа (от нас), а в проводнике б – к нам. Примем это направление за положительное и будем откладывать ЭДС на графике вверх от горизонтальной оси. При повороте витка на 45 о мгновенное значение ЭДС
e =B∙l∙v∙sin 45о ≈ 0,7 B∙l∙v.
Полученную величину в произвольном масштабе отложим на графике (точка 2). При повороте рамки на 90о от начального положения (положение 3), т.е. ещё на 45о, рамка займёт вертикальное положение и проводники будут пересекать магнитное поле под прямым углом. Значение ЭДС будет в этом положении максимальным
e =B∙l∙v∙sin 90о = B∙l∙v.
На графике этому значению соответствует точка 3.
При дальнейшем вращении мгновенное значение ЭДС уменьшается, но направление ЭДС остаётся положительным, так как проводник а продолжает пересекать силовые линии, как и прежде, перемещаясь слева направо.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.