Главная >> Физика 11 кл. Мякишев

 

 

 

 

Глава 4. Электромагнитные колебания

 

§ 31. Переменный электрический ток (окончание)

При равномерном вращении рамки угол α увеличивается прямо пропорционально времени:

    α = ωt,

где ω — угловая скорость вращения рамки. Поток магнитной индукции меняется по гармоническому закону:

    Ф = BS cos ωt.

Здесь величина ω играет уже роль циклической частоты.

Согласно закону электромагнитной индукции ЭДС индукции в рамке равна взятой со знаком «-» скорости изменения потока магнитной индукции, т. е. производной потока магнитной индукции по времени:

    е = -Ф' = -BS (cos ωt)' = BSω • sin ωt = m sin ωt,

где = m = BSω — амплитуда ЭДС индукции.

Если к рамке подключить колебательный контур, то угловая скорость ω вращения рамки определит частоту со колебаний значений ЭДС, напряжения на различных участках цепи и силы тока.

Мы будем изучать в дальнейшем вынужденные электрические колебания, происходящие в цепях под действием напряжения, меняющегося с циклической частотой ω по закону синуса или косинуса:

    u = Um sin ωt

или

    u = Um cos ωt,                     (4.14)

где Um — амплитуда напряжения, т. е. максимальное по модулю значение напряжения.

Если напряжение меняется с циклической частотой ω, то и сила тока в цепи будет меняться с той же частотой. Но колебания силы тока не обязательно должны совпадать по фазе с колебаниями напряжения. Поэтому в общем случае сила тока i в любой момент времени (мгновенное значение силы тока) определяется по формуле

    i = Im sin (ωt + φс).                     (4.15)

Здесь Im — амплитуда силы тока, т. е. максимальное по модулю значение силы тока, а φс — разность (сдвиг) фаз между колебаниями силы тока и напряжения.


В промышленных цепях переменного тока сила тока и напряжение меняются гармонически с частотой ν = 50 Гц. Переменное напряжение на концах цепи создается генераторами на электростанциях.


Вопросы к параграфу

1. При каких условиях в электрической цепи возникают вынужденные электромагнитные колебания?

2. Одинаково ли мгновенное значение силы переменного тока в данный момент времени во всех участках неразветвленной цепи?

<<< К началу

 

 

Рейтинг@Mail.ru