Переменный ток. Генератор переменного тока

Электрический ток, изменяющийся со временем называется переменным током. Он изменяется по гармоническому закону, представляет собой вынужденные колебания электрической цепи, происходящие с частотой ω, совпадающей с частотой вынуждающей ЭДС

Магнитный поток, пронизывающий контур, определяется формулой Ф=В∙S∙cos ωt

В замкнутом контуре возникает ЭДС индукции

ɛ=-Фʹ=(-В∙S∙cos ωt)ʹ= В∙S∙ω∙sinωt – мгновенное значение ЭДС

Еm= В∙S∙ω – амплитудное значение ЭДС индукции

Если такой контур замкнуть на внешнюю цепь то пойдет ток сила и направление которого изменяется

Мгновенное значение тока определяется по закону Ома

, где I0 – амплитудное значение силы тока

Ток и ЭДС совпадают по фазе

ГЕНЕРАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА - устройство, преобразующее механическую энергию вращения в электрическую энергию переменного тока.

Состоит из электромагнита или магнита, создающего магнитное поле (индуктор), и обмотки, в которой создается переменная ЭДС (якорь).

Действие генератора переменного тока основано на законе электромагнитной индукции. Если заставить якорь вращаться в магнитном поле индуктора, то пронизывающий рамку магнитный поток начнет изменяться, и в рамке появится ЭДС индукции. Если теперь соединить рамку с помощью скользящих контактов (колец и щеток) с нагрузкой, то в ней возникнет гармонически изменяющийся переменный ток. За один оборот рамки полярность щеток меняется дважды.

Трансформатор

Первичная катушка U1-входное напряжение источника N1 – число витков первичной катушки e1 =e∙N1 – ЭДС первичной катушки e – ЭДС одного витка

Вторичная катушка U2 – выходное напряжение потребителя N2 – число витков вторичной катушки e2=e∙N2 – ЭДС вторичной катушки

В режиме холостого хода, то есть при разомкнутой цепи вторичной обмотки, ток в первичной обмотке мал из-за большого индуктивного сопротивления обмотки. В этом режиме трансформатор потребляет небольшую мощность.

Мгновенное значение ЭДС e=-Ф'

Где Ф' – производная потока магнитной индукции по времени

– отношение ЭДС = отношению числа витков

Т.к. активное сопротивление обмоток трансформатора R мало, то им можно пренебречь и тогда |U1|≈|e1|

При разомкнутой вторичной обмотке (нет потребителя) I2=0 и тогда |U2|=|e2|

ЭДС меняется синфазно, поэтому

K - коэффициент трансформации.

При K > 1 – повышающий трансформатор,

при K < 1 – понижающий трансформатор.