Переменный ток

Значительная часть электрических устройств функционирует за счет электрической энергии, и подавляющая доля процессов в них связана с колебаниями электрических зарядов внутри физической среды. Направленное перемещение зарядов в одну и другую сторону от начального положения и есть переменный электрический ток. Любой переменный ток используется потребителем электрической энергии для разных целей: получения механической энергии, получения тепла и холода, генерирования электромагнитных волн (в т.ч. – светового излучения) и других целей. А также любой переменный ток представляет собой колебательный процесс, который связан с обменом энергией между реактивными элементами цепей – индуктивными и ёмкостными сопротивлениями.

Ток является проявлением взаимодействия носителей зарядов, с макрополями электрического или стороннего происхождения. Носителями зарядов внутри металлов являются свободные электроны, в растворах – положительные и отрицательные ионы, в газах, под действием ионизирующих факторов – также ионы.

Следствиями возникновения тока в веществе могут быть:

- преобразование электрической энергии в другие её виды – механическую, тепловую, химическую;

- возникновение магнитного поля;

- излучение электромагнитных волн;

- нарушение биологических процессов.

Переменнаяэ. д. с – это э. д. с. непрерывно изменяющая свое значение и много раз в секунду меняющая свое направление.

В современной технике применяются почти исключи­тельно индукционные генераторы, т. е. машины, в кото­рых э. д. с. возникает в результате процесса электромаг­нитной индукции.

Основная схема устройства такого ге­нератора, на которой видны все принципиально важные его детали:

рис.1.

Между полюсами сильного магнита 1, т. е. в магнитном поле, вращается прово­лочная рамка 2, концы которой припаяны к кольцам 3 и 4, вращающимся вместе с рамкой; к этим кольцам прижи­маются пружинящие пластинки 5 и 6 (так называемые щетки), от которых идут провода к внешней цепи. При вращении рамки в магнитном поле пронизывающий ее магнитный поток все время изменяется и, следовательно, в рамке возникает индуцированная э. д. с.

Рассмотрим теперь подробнее, какова будет возникаю­щая в рамке индуцированная э.д.с. Для простоты будем считать магнитное поле, в котором вращается рамка, однородным. Магнитный поток через рамку Ф есть произведение магнитной индукции поля на площадь рамки и на синус угла j между плоскостью рамки и на­правлением поля:

Ф = BS sinj.

Если рамка вращается равномерно и совершает полный оборот за время Т, то за единицу времени рамка повора­чивается на угол 2p/Т. Поэтому, если время отсчитывать от того момента, когда рамка стояла параллельно линиям поля, то значение угла j в некоторый момент времени tбудет равно j= (2p/T)t.

Рис.2

График изменения с течением времени мгновенных значений:

Дата добавления: 2015-07-08