А) Вращение витка в равномерном магнитном поле

ЭДС в рамке, имеющей два активных проводника длиной l ,при ее вращении в поле постоянного магнита возникает ЭДС, равная

 

е = 2B·v·l· sin β

(в дальнейшем все изменяющиеся во времени величины: токи, напряжения, ЭДС и т. д.—будем обозначать малыми буквами в отличие от постоянных значений для тех же величин, которые обозначают большими буквами).

 

При равномерном вращении рамки линейная скорость проводника не изменяется и будет равна:

Где: D – диаметр рамки.(м)

ω – угловая скорость вращения рамки, ( градус/с)

Рис.33.1. Генератор для получения переменного тока.

 

Угол между направлением скорости и направлением магнитного поля изменяется пропорционально времени:

Угол β определяет положение вращающейся рамки относительно плоскости, перпендикулярной направлению магнитной индукции. (см.рис.32.2)

Положение рамки в момент начала отсчета времени t = 0 характеризуется углом β = 0. Поэтому ЭДС в рамке является синусоидальной функцией времени :

е = BlDωsinωt.

 

Наибольшей величины ЭДС достигает при угле β= ωt = 90°

Еm = BlDω;

тогда мгновенное значение ЭДС при любом угле поворота рамки β определится выражением:

е = E_m sin ωt.

В рассмотренном случае синусоидальное изменение ЭДС достигается за счет непрерывного изменения угла, под которым проводники пересекают линии магнитной индукции.

 

 

 

Рис.33.2. Вращение рамки в магнитном поле

 

График, полученной при вращении витка в поле постоянного магнита, переменной ЭДС показан на рисунке 32.3. Положения 1 и 3 соответствуют углу поворота β=0 и β=180°, положения 2 и 4 соответствуют углу поворота β=90° и β=270°.

 

 

 

Рис.33.3. График переменной ЭДС