о вертикальні боку контуру (див. рісунок5) є активними, так як їх перетинають магнітні лінії магнітного поля. Дві рівні порізно горизонтальні сторони контуру - не активні, так як магнітні лінії магнітного поля їх не перетинають, магнітні лінії ковзають уздовж горизонтальних сторін, електрорушійна сила в них не утворюється.
У кожній з активних сторін контуру индуктируется електрорушійна сила, величина якої визначається за формулою:
і
Де рис. 5В прямокутному контурі обертається постійний магніт.
і - миттєві значення електрорушійних сил <# «14» src=«doc_zip13.jpg» />- Магнітна індукція <# «6» height="14" src=«doc_zip14.jpg» />- Довжина кожної з активних сторін контуру в метрах <# «9» src=«doc_zip15.jpg» />- Лінійна швидкість <# «36» src=«doc_zip16.jpg» /> в метрах в секунду;
- час <# «13» src=«doc_zip18.jpg» /> і - кути <# «15» src=«doc_zip21.jpg» />, Тобто индуктированная електрорушійна сила в контурі змінюється за синусоїдальним <# «15» src=«doc_zip22.jpg» />, Висловивши її через максимальний магнітний потік, що пронизує контур.
Відносна лінійна швидкість активних сторін дорівнює добутку радіуса обертання на кутову швидкість, то є.
Тоді отримаємо
,
де
- амплітуда <# «13» src=«doc_zip30.jpg» />- Фаза <# «9» src=«doc_zip31.jpg» />- Кутова швидкість <# «9» src=«doc_zip32.jpg» /> і формула буде виглядати так:.
. Лабораторно - практична частина
Вивчити методом спостереження процес зміни енергії з механічного в електричну. Викладач в моделе показує принцип дії і хід роботи найпростішого генератора.
Студенти спостерігають, вивчають змінні струми за допомогою осцилографа. Демонстрація синусоїди, яка виходить при певній настройці приладу.
Напруга змінюється за гармонійним законом (з дослідів з осцилографом).
Значить, напруженість електричного поля всередині провідника змінюється за тим же законом. Зміни поля викликають гармонійні коливання сили струму. Хоча поле і поширюється з величезною швидкістю, все-таки при зміні напруги полі не змінюється миттєво у всій ланцюга. Хоча наближено це вважається миттєвим розповсюдженням.
Розглянемо найпростіший генератор в якому, магнітний потік Ф, пронизує дротяну рамку S. Магнітний потік залежить (прямо пропорційно) від QUOTE між нормаллю до рамки і вектором магнітної індукції. Ф=B S QUOTE
При обертанні (рівномірному) кут б збільшується з часом: б=2рnt; n - частота обертання. Перепишемо перший формулу: Ф=В S QUOTE
У цій формулі 2рn=щ - число коливань магнітного потоку або циклічна частота.
Значить, Ф=В S QUOTE. Знайдемо похідну потоку магнітної індукції за часом:=- Ф?=- BS (= В Sщ QUOTE=ОM QUOTE; де ОM=В S щ - амплітуда ЕРС індукції. За аналогією запишемо: u=UM QUOTE; u=UM QUOTE UM -амплітуда напруги або максимальне за величиною значення напруги.
Так як змінну напругу має частоту щ, то і сила струму має ту ж частоту.
Коливання струму і напруги не завжди збігаються по фазі. Для cіли струму формула прийме вигляд: i=IM QUOTE. IM-амплітуда сили струму;
Про практичне застосування вимушених електромагнітних коливаннях.
. Завдання
