Вопрос 2.
Получение синусоидальной ЭДС.
Пусть в однородном магнитном поле, например, между полюсами плоского магнита, под углом ψ к горизонтальной плоскости расположена плоская катушка, выполненная в виде прямоугольной рамки, по периметру которой намотано w витков (рис. 2.2). Площадь сечения рамки – S, магнитная индукция – В.
Заставим эту катушку вращаться против часовой стрелки с угловой скоростью w. Если обозначить время полного оборота катушки через Т, то ω=2π/T, (рад/с) За некоторый промежуток времени t рамка повернется на угол ωt. Площадь проекции рамки в этом положении Sn=S*cos(ωt+ψ). Рамка и ее проекция на горизонтальную плоскую поверхность пронизываются одним и тем же числом силовых линий магнитной индукции, поэтому обусловленный ими магнитный поток равен:
При вращении катушки число силовых линий, охватываемых ее витками, все время меняется.
Например, при горизонтальном положении рамки это число максимально, при вертикальном – равно нулю. Другими словами, меняется магнитный поток, пронизывающий катушку, в результате чего в ней в соответствии с уравнением (2.2) наводится ЭДС:
Поясним величины, входящие в последнее выражение. Еm – максимальное значение или амплитуда ЭДС. Аргумент синусоидальной функции ω ωt+ψ называется фазой. Угол ψ, определяющий начальное положение рамки и равный фазе в начальный момент времени (при t = 0), – начальная фаза. Фаза с течением времени (при вращении катушки) постоянно меняется. Скорость изменения фазы ω называется угловой или циклической частотой. Время одного цикла изменения фазы (время одного оборота рамки) называется периодом и обозначается T. Количество полных изменений синусоидальной ЭДС в секунду определяет частоту f, измеряемую в герцах (Гц). Один герц соответствует одному полному колебанию в секунду. Связь между частотой и периодом выражается формулой f= 1/T . При частоте 50 Гц: ω=2π/T=2πf=314(c-1)
Б-25
Вопрос 1.
Явлением взаимоиндукции называется возникновение э. д. с. в какой-либо обмотке под влиянием изменения поля другой обмотки, расположенной рядом с первой. Если две катушки находятся на некотором расстоянии друг от друга и по одной из них К1проходит изменяющийся ток, то часть магнитного потока, возбуждаемого этим током, пронизывает (пересекает) витки второй катушки К2 и в ней возникает э. д. с., называемая э. д. с. взаимоиндукции.
Под
действием э. д. с. взаимоиндукции в
замкнутой цепи второй катушки возникает
электрический ток взаимоиндукции. Он
вызывает появление магнитного поля,
которое пронизывает витки первой
катушки, в результате чего в ней также
возникает э. д. с. взаимоиндукции. Такое
явление называется взаимоиндукцией.
Величина
э. д. с. взаимоиндукции, возникающей во
второй катушке, зависит от размеров,
расположения катушек, магнитной
проницаемости их сердечника, а также
от скорости изменения силы тока 
в
первой катушке. Эту зависимость можно
выразить формулой
где Δ I — изменение силы тока (а) за время Δ t, сек; М — величина, зависящая от размеров катушек, их расположения и магнитной проницаемости среды между катушками. Она называется взаимной индуктивностью и измеряется в генри (гн). Знак минус в этой формуле показывает, что э. д. с. взаимоиндукции противодействует причине, вызывающей ее. Взаимной индуктивностью в 1 гн обладают две цепи в том случае, если в одной из них возникает э. д. с. взаимоиндукции в 1 в при равномерном изменении тока в другой цепи со скоростью 1 а в 1сек. На использовании явления взаимоиндукции основано действие трансформаторов.