Получение переменного тока

Если относительно магнитного поля перемещать проводник, то вследствие электромагнитной индукции в нем возникает ЭДС.

 

Рисунок 57.

Пусть проводник выполнен в виде рамки, которая имеет площадь S и может вращаться вокруг оси перпендикулярной однородному магнитному полю (В=Const). Контур пронизывается магнитным потоком (рис.57)

,

где α =ωt угол между направлением вектора магнитной индукции и нормалью к плоскости расположения рамки.

При вращении рамки поток вектора магнитной индукции, пронизывающий контур, периодически изменяется и согласно закону Фарадея возникает ЭДС индукции

 

. То есть в контуре проводника возникает переменная электродвижущая сила, изменяющаяся по закону синуса.

В замкнутой цепи возникает переменный ток

,

Сила тока и напряжение переменного тока изменяются синусоидальному и конусоидальному законам, а направление переменного тока в следствии правила Ленца изменяется на противоположное.

 

1.7.Явление взаимной индукции и самоиндукции.

Частным случаем явления электромагнитной индукции являются явления взаимной индукции и самоиндукции.

Рисунок 58.

Взаимная индукция – это явление возникновения ЭДС в замкнутом контуре при изменении тока в соседнем контуре. Пусть в замкнутом контуре I существует переменный ток (рис. 58). Возникающее вокруг этого контура магнитное поле пронизывает соседний замкнутый контур. Так как магнитный поток, пронизывающий этот контур изменяется, то в нем будет возникать ЭДС, определяемая по формуле:

M – коэффициент взаимной индукции.

Явление возникновения ЭДС в замкнутом контуре при изменении тока в этом же контуре называется самоиндукцией.

где, L – коэффициент самоиндукции.

 

Явление взаимной индукции лежит в основе работы трансформатора, устройства, предназначенного для повышения или понижения входящего напряжения.

Трансформатор состоит из двух или нескольких катушек с разным количеством витков. Катушки намотаны на ферромагнитный сердечник.

Рисунок 59.

 

На первичную катушку подается переменное напряжение. Образованное вокруг нее магнитное поле пронизывает витки вторичной катушки, в которой вследствие взаимной индукции возникает ЭДС, порождающая ток. Количество витков на вторичной катушке пропорционально силе индукционного тока.

k – Коэффициент трансформации.

если, k>1 – трансформатор повышающий

k<1 – трансформатор понижающий

Ферромагнитный сердечник состоит из отдельных пластин, изолированных друг от друга, чтобы избежать вихревых токов.