|
|
|
Глава 4. Электромагнитные колебания
Переменный электрический токПри 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 = где = 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?
|
|
|