Временное и векторное представление гармонических колебаний

Широкое распространение в технике получил переменный ток, меняющийся по гармоническому закону. По такому же закону меняется напряжение на отдельных элементах цепи с параметрами R, L, C и ЭДС в линейных цепях, по которым протекает переменный ток. Переменный ток по сравнению с постоянным имеет ряд достоинств:

переменный ток легко трансформируется; форма колебаний, меняющихся по гармоническому закону, при трансформации не меняется;

переменный ток легко преобразуется в постоянный;

генераторы переменного тока значительно дешевле в производстве, нем генераторы постоянного тока;

двигатели переменного тока благодаря простоте конструкции и невысокой стоимости являются основой современного электропривода (устройства для приведения в движение name="650″ >механизмов и машин).

Получение переменной ЭДС.

Получение переменной ЭДС легко проиллюстрировать на следующем опыте. Поместим виток между полюсами магнита (рис. 1.2.1).

Рис. 1.2.1.

Поток, пронизывающий рамку, равен

где S — площадь рамки; В — индукция магнитного поля.

При вращении рамки с угловой скоростью со по часовой стрелке имеем.

где <�р₀ — начальное значение угла а.

В этом случае ЭДС индукции.

где Е_т =BSa) — амплитуда ЭДС; <�р = <�р" — к— начальная фаза ЭДС.

Чтобы передать энергию источника ЭДС (разность потенциалов) к нагрузке, надо подключить линию передачи с помощью щеток к двум замкнутым кольцам в разрыве витка (рис. 1.2.2).

Рис. 1.2.2.

На практике переменную ЭДС получают в трехфазных синхронных генераторах, рассмотренных в главе 6. Катушки обмотки, в которых наводится ЭДС, располагаются неподвижно, а постоянный электромагнит вращается между катушками.