Пераменны электрычны ток

Пераменны электрычны ток - ток з змяняюцца ў часе кірункам і сілай. Тыя токі, якія змяняюцца толькі па велічыні, называюцца пульсавалымі. У прамысловасці і побыце часцей за ўсё выкарыстоўваецца пераменны сінусоідны ток.

Пераўтварэнне пастаяннага току ў пераменны электрычны можна выканаць наступным чынам. Змесцім у раўнамернае пастаяннае магнітнае поле віток дроту. Пры раўнамерным кручэнні гэтага вітка вакол восі магнітны струмень будзе бесперапынна змяняцца як па велічыні, так і па кірунку. З прычыны гэтага, па законе электрамагнітнай індукцыі, у вітку утворыцца пераменная па кірунку і велічыні электрарухаючая сіла (ЭРС). Калі такі віток далучыць да вонкавага ланцуга, то ў ёй мы атрымаем пераменны электрычны ток.

Калі плоскасць верціцца вітка становіцца перпендыкулярная ў адносінах да сілавых лініях дадзенага магнітнага поля, які праходзіць праз яе магнітны струмень - найбольшы (Φ = Φmax), хуткасць ж змены яго роўная нулю (ΔΦ / Δt = 0), бо, праходзячы праз такое становішча, праваднікі вітка праслізгваюць па сілавым лініям поля, не перасякаючы іх. А значыць, ЭРС індукцыі, якая ўтвараецца ў вітку, стане роўная нулю (Е = 0).

Калі ж плоскасць вітка раўналежная сілавым лініям поля, паток, пранізлівы яе, роўны нулю (Φ = 0), хуткасць ж змены яго ў такім становішчы найбольшая ((ΔΦ / Δt) max), паколькі праваднікі вітка рухаюцца перпендыкулярна адносна сілавых ліній.

ЭРС, якая ўзнікае ў гэтым выпадку ў вітку, мае найбольшае значэнне (E = Emax). Пры наступным кручэнні вітка хуткасць змены патоку, пранізлівы віток, будзе павялічвацца; значыць, ЭРС па абсалютнай велічыні будзе ўзрастаць ад 0 да Emax. Так, узровень ЭРС індукцыі у вяртлявым вітку за адзін яго абарот змяняецца ад -Emax да + Emax.

Разомкнем віток дроту і далучым яго да асцылографа. Калі віток круціцца ў магнітным полі, асцылограф запіша ўсе змены току, па якіх можна будзе меркаваць і аб змене электрарухаючая сілы ў вітку за час аднаго абароту.

Ток, які ўзнікае ў вітку пры яго раўнамерным звароце ў раўнамерным магнітным полі, як паказвае асцылаграма, змяняецца сінусоідна. Такі ток называюць пераменным сінусоідным.

Прамежак часу, за які электрарухаючая сіла выконвае адно ваганне, называюць перыядам пераменнага току.

Літарнае абазначэнне перыяду ваганні - Т. Лік ваганняў за 1 секунду - частата току, якую абазначаюць літарай f. Яе адзінка вымярэння - герц (Гц):

f = 1 / T, альбо T = 1 / f.

Калі значэнне ЭРС ў некаторы адвольны момант часу мы абазначым праз е (яе імгненнае значэнне), а самае вялікае значэнне (амплітуднае) - праз Emax, то закон, які выказвае залежнасць е ад часу, у выпадку сінусоіднага току можна выказаць у выглядзе наступнага выказвання:

e = Emax˖sin (2 / T) t.

У большасці краін у прамысловасці і ў побыце выкарыстоўваюць пераменны электрычны ток з частатой 50 Гц, працягласцю перыяду 0,02 секунды.

Атрыманне пераменнага электрычнага току з механічнай энергіі выконваецца пры дапамозе адмысловых машын, якія называюць генератарамі. У аснове прынцыпу іх работы - закон электрамагнітнай індукцыі. Самая простая схема генератара можа быць прадстаўлена ў выглядзе рамкі, якая верціцца вакол восі ў магнітным полі электрамагніта або сталага магніта. Пры кручэнні рамкі ў ёй утвараецца пераменная электрарухаючая сіла. Злучыўшы рамку з вонкавага ланцугом, атрымаем пераменны электрычны ток. Генератар пераменнага току, які мае нерухомую магнітную сістэму і верцяцца віткі, будуецца дастаткова рэдка.

Амаль ва ўсіх такіх генератарах абмотка (якар) устаноўлена нерухома, а магнітная сістэма (індуктар) круціцца. Нерухомую частка генератара называюць статар, а рухомую - ротар.