Izmenični tok

Izmenični električni tok je tok s časovno spreminjajočo se smerjo in silo. Ti tokovi, ki se razlikujejo samo po velikosti, se imenujejo pulzirajoči. V industriji in vsakdanjem življenju je spremenljivka sinusni tok.

Transformacija neposredni tok v izmenično električno napravo lahko izvedemo na naslednji način. Tuljavo žice postavimo v enotno konstantno magnetno polje. Z enosmernim vrtenjem tega zavoja okoli osi magnetni tok se bodo nenehno spreminjali v obsegu in smeri. Kot posledica, glede na zakon elektromagnetne indukcije, V tuljavi se oblikuje spremenljivka v smeri in velikosti elektromotorna sila (EMF). Če je tak obrat povezan z zunanjim vezjem, potem v njem dobimo izmenični električni tok.

Ko ravnina vrtenja postane pravokotna na linijo sile določenega magnetnega polja, je magnetni tok, ki poteka skozi njo, največji (Phi- = Phi-max), hitrost sprememb v nič (delta-Phi- / Delta-t = 0), kot skozi položaj, kjer so tuljave vodniki zdrs na vzorec polja ne da bi jih prečka. Torej, EMF indukcije, ki se tvori v obratnem vrstnem redu, bo postal nič (E = 0).

Ko je tuljava ravnina vzporedna z silnic, fluks tako prodirajo, enak nič (Phi- = 0), hitrost spreminjanja njegovega maksimuma v tej legi ((delta-Phi- / delta-t) max), saj tuljava prevodniki premikajo pravokotno glede na smeri sile.

EMF, ki se v tem primeru zgodi v zameno, ima največjo vrednost (E = Emax). Z nadaljnjim vrtenjem tuljave se bo stopnja spremembe fluksa, ki prodira v tuljavo, povečala, zato se bo EMF povečal v absolutni vrednosti od 0 do Emax. Tako se stopnja EMF indukcije v vrtilni tuljavi spreminja od -Emax do + Emax v enem obratu.

Odprite zanko žice in jo priklopite na osciloskop. Ko zavrtite vrtenje v magnetnem polju, bo osciloskop zabeležil vse trenutne spremembe, po katerih bo mogoče v enem obratu presoditi spremembo elektromotorja v obratu.

Tok, ki se pojavi v obratu, ko se enakomerno obrne v enotnem magnetnem polju, kot kaže oscilogram, se spreminja sinusno. Ta tok se imenuje izmenično sinusoidno.

Časovni interval, za katerega elektromotorna sila opravlja posamezno nihanje, se imenuje obdobje izmeničnega toka.

Oznaka črke nihanja je T. Število oscilacij na sekundo je frekvenca toka, ki je označena s črko f. Njegova merska enota je hertz (Hz):

f = 1 / T ali T = 1 / f.

Če je vrednost EMF v poljubni času označena z e (njegova trenutna vrednost), in največje vrednosti (vrha) - skozi Emax, zakon izrazil odvisnost je, od časa do časa, se lahko izrazi kot naslednjega izraza v primeru sinusni tok:

e = Emaxxin (2 / T) t.

V večini držav se v industriji in doma uporablja izmenični tok s frekvenco 50 Hz, čas trajanja 0,02 sekunde.

Proizvodnja izmeničnega električnega toka iz mehanske energije se izvaja s pomočjo posebnih strojev, ki se imenujejo generatorji. Načelo njihovega dela temelji na zakonu elektromagnetne indukcije. Najenostavnejše vezje generatorja lahko predstavljamo v obliki okvira, ki se vrti okoli osi v magnetnem polju elektromagneta ali trajni magnet. Ko je okvir zasukan, se v njej proizvaja spremenljiva elektromotorna sila. S povezavo okvirja z zunanjim vezjem dobimo izmenični električni tok. Generator izmeničnega toka, ki ima fiksni magnetni sistem in vrtljive zavoje, je zgrajen zelo redko.

V skoraj vseh takih generatorjih je navitje (sidro) pritrjeno, magnetni sistem (induktor) pa se vrti. Pravi del generatorja se imenuje stator, premični del pa rotor.