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(1)正弦交流电的产生
如图2-9所示为一根直导线在两极均匀磁场内作等速旋转时所产生的交变电动势。由以上分析可知,旋转导线中感应电动势的大小取决于磁场的磁通密度、导线在磁场中的有效长度、导线切割磁力线的速度以及导线运动方向与磁力线方向的夹角 。而感应电动势的方向则决定于导线切割磁力线的方向。因此,当长度不变的导线在均匀磁场内按一定方向作等速旋转时,它所产生的感应电动势数值将只与导线切割磁力线时的角度有关。
由图2-9可见,当导线处于位置1时,由于导线的转动方向与磁力线平行,所以并末切割磁力线,也就不会产生感应电动势;当导线转动至位置2时,导线与磁力线间的夹角比较小,所以产生的感应电动势也较小;当导线转动至位置3时,与磁力线的夹角有所增大,所以它产生的感应电动势也相应增大;当导线转动到位置4时,导线与磁力线相垂直,这时导线切割磁力线的角度为最大,正好处于磁极的中央位置,因而它所产生的感应电动势也为最大。经过位置4以后,导线与磁力线的夹角又逐渐减小,它所产生的感应电动势也就渐次减小。当转动到位置7时,导线的感应电动势减到零。
导线经过位置7以后就进入磁场的另一个磁极下面。这时,由于导线切割磁力线的方向与前半转时的方向相反,所以它产生的感应电动势方向也随之相反。当导线相继转动至位置8利9时,随着导线切割反方向磁力线角度的变化又逐渐使感应电动势增大;在导线处于位置10时,将达到反方向感应电动势的最大值;随着导线切割磁力线角度的相继减小,它所产生的感应电动势也随之逐渐减小;当导线转动至起点位置1时,感应电动势又回落到零;若导线继续旋转,则该导线内的感应电动势数值将重复以上变化。
图2-9 旋转导线所产生的交变电动势
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