Вынужденные электрические колебания. Переменный ток. Генератор переменного тока
Как и механические, свободные (собственные) электрические колебания быстро угасают через сопротивление в системе. Практическое использование имеют вынужденные электрические колебания -
переменный ток. Для такого тока характерно изменение со временем бистроти и направления движения зарядов.
Амперметр и вольтметр в цепи переменного тока измеряют так называемые действующие значения:
,
.
Действующие значения характеристик переменного тока введен на основании его теплового воздействия. Действующее значение силы переменного тока равно силе такого постоянного тока, который в некотором проводнике за некоторое время выделяет такое же количество теплоты, как и переменный ток в том же проводнике за то же время. Аналогично вводится понятие действующего значения напряжения.
Круг переменного тока, содержащей катушку индуктивности и конденсатор, имеет сопротивление
, где R - активное сопротивление, X - реактивное сопротивление;
, где
- индуктивное сопротивление,
- емкостное сопротивление.
Простейший
генератор переменного тока состоит из проволочной рамки (ротора), которую внешняя сила приводит во вращение в поле неподвижного магнита (статора). Во время вращения рамки изменяется магнитный поток через рамку, вследствие чего в ней индуктируется переменная электродвижущая сила. Концы рамки подведены до колец, плотно прижатых к контактных щеток, которые снимают переменное напряжение.
В процессе создания реальных генераторов переменного тока сначала увеличивали число витков, которые вращаются в магнитном поле, но это приводило к повреждению контактных участков вследствие сильного искрения. Поэтому в дальнейшем обмотку (витки) сделали статором (исчезла необходимость в кольцах и щетках), а роль ротора играет магнит (или электромагнит).