以固定的时间间隔改变极性的电压称为交流电压。交替量的一个完整循环包括两个半周期。半周期的方向在每个特定的时间间隔后都会发生变化。产生交流电压的机器称为交流发电机。
交流电压以两种方式产生。
通过匀速旋转均匀磁场内的线圈
通过以恒定速度围绕固定线圈旋转磁场。
在小型交流发电机中,线圈在磁场之间旋转,而在大型交流发电机中,由于一些经济考虑,磁场围绕线圈旋转。
产生交流电压的过程
考虑固定线圈位于均匀磁场内。负载在电刷和滑环的帮助下连接在线圈上。当线圈以恒定角速度ω逆时针方向旋转时,线圈中感应出电动势。线圈在不同位置的横截面图如下图所示。
线圈中感应的电动势的大小取决于导体切断的磁通量速率。下图显示,当线圈与磁力线平行时,即在位置(1),(2)和(3)处,线圈中感应出无电流。导体切割的总磁通量变为零。
当导体垂直于磁力线时,感应电动势的大小变得最大。导体在此位置切断最大磁通量。
电动势在导体中诱导的方向由弗莱明右手定则决定。当线圈位于位置(2)时,电动势向导体的向外方向感应,而在位置(4)感应电动势的方向变为向内。
换句话说,电动势在导体中感应位置(2)和(4)的方向变得彼此相反。
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