Получение однофазной переменной ЭДС, напряжения, тока. Однофазные электрические цепи переменного тока.

1. Получение однофазной переменной ЭДС, напряжения, тока.

В промышленности и быту используется переменный, однофазный синусоидальный ток.

Переменный – это такой ток, который периодически изменяет свою величину и направление.

Однофазный –снимается с одной фазы (катушки) источника.

Синусоидальный– изменяется по закону синуса.

Достоинства переменного тока:

· возможность трансформации. Чем выше передаваемое напряжение, тем меньше потери в линии.

· генератор переменного тока значительно проще и дешевле генератора постоянного тока;

· переменный ток легко преобразуется в постоянный;

· двигатели переменного тока значительно проще и дешевле, чем двигатели постоянного тока.

Простейшим источником такого тока является рамка, которая при помощи сторонней силы вращается в магнитном поле. Концы рамки крепятся к полым кольцам, с которых при помощи щеток ток подается во внешнюю цепь.

По закону электромагнитной индукции, при вращении, в рамке наводится ЭДС, направленная по правилу «правой руки»: е=2ВVLsin(φ),

Где: В – магнитная индукция, V – скорость движения проводника, 2L – длина двух проводников рамки, φ – угол между силовыми линиями и направлением движения рамки.

Так как за время t рамка, вращающаяся со скоростью ω, пройдет расстояние. равное углу φ, то φ= ωt. Это фаза ЭДС, или угол отклонения рамки.

Когда рамка относительно нейтрали повернется на 90°, в ней наведется максимальная ЭДС: Е_м=2ВV,(sin(90°)=1), значит:

е=Е_мsin(ωt)

Так же для тока и напряжения:

i=I_мsin(ωt)

u=U_мsin(ωt)

1. Угол 0°. ЭДС и ток равны нулю, так как рамка не пересекает магнитное поле.

2. Угол 90°. ЭДС и максимальны, так как рамка пересекает магнитное поле под прямым углом и положительны (по правилу правой руки).

3. Угол 180°. ЭДС и ток равны нулю, так как рамка не пересекает магнитное поле.

4. Угол 270°. ЭДС и максимальны, так как рамка пересекает магнитное поле под прямым углом и отрицательны (по правилу правой руки).

5. Угол 360°. Рамка в исходном положении.