Вращение рамки в магнитном поле.

Явление электромагнитной индукции применяется для преобразования механической энергии в энергию электрического тока.

Для этой цели используются г е н е р а т о р ы, принцип действия которых мож­но рассмотреть на примере плоской рам­ки, вращающейся в однородном магнит­ном поле(рис 4I)

Предположим, что рамка вращается в однородном магнитном поле (В = const) равномерно с угловой скоростью = const. Магнитный поток, сцепленный с рамкой площадью S, в любой момент времени t, равен

Ф = В_n dS = В S cos a = В S cos t,

где а = t - угол поворота рамки в момент времени t (начало отсчета выбрано так, чтобы при t = 0 а = 0).

При вращении рамки в ней будет возникать переменная э.д.с. индукции

(4.3.1)

(4.3.2)

определяет максимальные значения, достигаемые изменяющиеся э.д.с. Учиты­вая (4.3.2.), выражение (4.3.1) можно записать в виде

Таким образом, если в однородном магнитном поле равномерно вращается рамка, то в ней возникает переменная э.д.с., изменяющаяся по гармоническому закону

Из формулы (4.3.2) вытекает, что _max находится в прямой зависимости от величин , В и S. В России принята стандартная частота тока 50 Гц.

Процесс превращения механической энергии в электрическую обратим. Если через рамку, помещенную в магнитное поле, пропускать электрический ток, то на нее будет действовать вращающий момент и рамка начнет вращаться. На этом принципе основана работа электродви­гателей, предназначенных для превращения электрической энергии в механическую.