Фізика - Великий довідник школяра - 2019

Коливання і хвилі
Вимушені електричні коливання. Змінний струм. Генератор змінного струму

Як і механічні, вільні (власні) електричні коливання швидко згасають через опір у системі. Практичне використання мають вимушені електричні коливання — змінний струм. Для такого струму характерна зміна з часом бистроти і напряму руху зарядів.

Амперметр і вольтметр у колі змінного струму вимірюють так звані діючі значення:

, .

Діючі значення характеристик змінного струму введено на підставі його теплової дії. Діюче значення сили змінного струму дорівнює силі такого постійного струму, який у деякому провіднику за деякий час виділяє таку саму кількість теплоти, як і змінний струм у тому ж провіднику за той самий час. Аналогічно вводиться поняття діючого значення напруги.

Коло змінного струму, що містить котушку індуктивності й конденсатор, має опір , де R — активний опір, X — реактивний опір; , де — індуктивний опір, — ємнісний опір.

Найпростіший генератор змінного струму складається із дротяної рамки (ротора), яку зовнішня сила приводить в обертання у полі нерухомого магніту (статора). Під час обертання рамки змінюється магнітний потік через рамку, внаслідок чого в ній індукується змінна електрорушійна сила. Кінці рамки підведені до кілець, щільно притиснутих до контактних щіток, які знімають змінну напругу.

У процесі створення реальних генераторів змінного струму спочатку збільшували число витків, які обертаються в магнітному полі, але це призводило до пошкодження контактних ділянок унаслідок сильного іскріння. Тому в подальшому обмотку (витки) зробили статором (зникла необхідність у кільцях і щітках), а роль ротора відіграє магніт (або електромагніт).