Технические применения

Экспериментальный факт, отраженный в уравнениях (8.2, 8.5 и 8.12), служит основой для создания многочисленных технических устройств, предназначенных для преобразования электрической энергии в механическую (например, электродвигатель ¾ рис. 8.8) или, наоборот, механической энергии в электрическую (электрический генератор или динамо-машина, рис. 8.9).

Рис. 8.8

Рис. 8.9

Устройство, показанное на рис. 8.9, является генератором постоянного по знаку пульсирующего тока. В данном случае концы витка заканчиваются изолированными друг от друга полукольцами, по которым скользят щетки концов внешней цепи. Для сглаживания пульсаций тока вращающаяся обмотка группируется в отдельные секции.

Для формирования генератора переменного тока концы витка соединяют с внешней цепью с помощью двух изолированных друг от друга колец, по которым скользят щетки концов внешней цепи.

В реальной ситуации в таком генераторе вращается большое число последовательно соединенных витков проволоки.

Так как магнитный поток, пронизывающий вращающуюся рамку генератора (рис. 8.9), определяется выражением (см. уравнение 8.9):

Ф(t) = Bscoswt, (8.16)

где w ¾ угловая скорость вращения витка, время t отсчитывается от момента, когда виток находился в вертикальном положении, то э.д.с индукции и индукционный ток в генераторе переменного тока равны (в соответствии с 8.12)

e = e₀sinwt и I = I₀sinwt, (8.17)

где e₀ и I₀ ¾ амплитудные (максимальные) значения ЭДС и силы тока. Такой ток называют синусоидальным, а колебания, которые происходят по синусоидальному закону ¾ гармоническим.