Генератор синусоидального напряжения

Периодические напряжения и токи

ЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ С ИСТОЧНИКАМИ ГАРМОНИЧЕСКИХ ЭДС И ТОКОВ

Основное применение в электротехнике и радиотехнике имеют переменные напряжения и токи, являющиеся периодическими функциями времени. Гармоническим напряжением (током) называют переменное (периодическое) напряжение (ток), изменяющееся во времени по синусоидальному (косинусоидальному) закону.

Мгновенные значения периодических напряжений и и токов i повторяются через промежуток времени Т [с] , называемый периодом:

, ,

где t – время. Число периодов (циклов) в единицу времени называют частотой периодических колебаний . В системе СИ единицей частоты является герц (Гц), равный частоте периодического процесса, при которой за 1 с происходит один цикл периодического процесса.

Электротехника сильных токов использует в основном низкие частоты. Промышленной частотой в РФ и Европе является 50 Гц, в США 60 Гц. Техника проводной и радиосвязи использует обширный диапазон частот от долей герц до 10¹² Гц. Постоянные ЭДС и токи можно рассматривать как частный случай переменных, частота которых равна нулю (f = 0).

 

 

 

Простейшим генератором синусоидальной ЭДС может служить прямоугольная катушка с числом витков w и, которая, вращается с постоянной угловой скоростью в однородном магнитном поле вокруг собственной оси, перпендикулярной к направлению линий магнитной индукции. При этом, пронизывающий катушку магнитный поток, будет изменяется, а в самой катушке, по закону электромагнитной индукции, индуктируется переменная ЭДС.

Когда плоскость катушки перпендикулярна магнитным силовым линиям, магнитный поток, пронизывающий катушку, будет иметь максимальное (амплитудное) значение Ф_m. Если угло­вая скорость вращения катушки равна ω, то, через определенный промежуток времени катушка окажется повернутой на угол , и тогда: . Или , где .

Так как согласно закону Фарадея: , то

.