交变电流的变化规律

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线圈转动模型图如下:

设线圈从中性面(线圈垂直于磁场位置)开始转动,角速度为ω,AB和CD边长为L1,BC和AD边长为L2,则在时刻t时线圈中的感应电动势的表达式推导如下。

如上图所示,AB和CD边在切割磁感线,将AB和CD边某时刻的速度进行分解,分解成沿磁感线方向和垂直于磁感线方向。

e=NBSL1ωνsinωt

ν=(ωL2)/2

联立可得:e=NBSωsinωt

感应电动势的最大值Em=NBSω

e=Emsinωt(Em为电动势的最大值)

对公式e=NBSωsinωt的理解

1、e=NBSωsinωt是电动势的的瞬时表达式,表示t时刻电动势的值。

2、瞬时表达式与线圈开始转动的位置有关。若线圈从中性面开始转动,表达式为E=NBSωsinωt;若从垂直于中性面开始计时,表达式为E=NBSωcosωt。

3、电动势的最大值Em与线圈开始转动的位置、转动的时间、线圈的形状、转抽的位置无关。

交变电流的变化规律

当线圈从中性面开始计时时,产生的电动势e=NBSωsinωt=Emsinωt(Em为电动势的最大值)。

则产生的瞬时电流i=(NBSωsinωt)/R=Imsinωt(Im为电流的最大值)

线圈从中性面开始转动时产生的电动势变化图像

线圈从中性面开始转动时产生的电流变化图像

高中物理知识点总结

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