Синусоидальную ЭДС получают с помощью явления электромагнитной индукции. Рамку помещают в магнитное поле и равномерно вращают вокруг своей оси. Рамка пересекает магнитные линии и на ее концах наводится ЭДС электромагнитной индукции, которая изменяется по закону
ω- угол на который рамка поворачивается за 1с, называется угловой скоростью или угловой частотой.
[ω]=с-1(рад/с)
, где f- циклическая частота, Гц
За время рамка поворачивается на угол , тогда получим
Начальная фаза. Фаза
Угол, под которым рамка находится к положительному направлению к горизонтальной оси в нулевой момент времени называется начальной фазой. Начальная фаза может быть положительной и отрицательной.
Начальная фаза обозначается
Общее уравнение гармонических колебаний:
Начальная фаза определяет значение переменной в нулевой момент времени.
Фаза определяет значение переменной в любой момент времени.
Пример решения задачи.
Дано:
Найти:
(при (t)=0)
Решение:
В В
=314с-1
f =50 Гц
с =20о
Действующие значения переменного тока
Действующими значениями переменного тока называют такой постоянный ток, который за время равное периоду выделяет в сопротивление R, такое же количество тепла, что и переменный ток.
Действующее значение характеризует энергетические свойства сигнала. Мгновенное значение характеризует информационные свойства сигнала. Приборы показывают действующее значение.
Выведем формулу действующего значения переменного тока:
Энергия на постоянном токе = энергии на переменном токе.
Энергия на постоянном токе за период
Чтобы узнать энергию на переменном токе за период надо:
Рассчитать элементарную энергию за маленький промежуток времени , а затем все эти энергии сложить, то есть взять интеграл за период.
- действующее значение переменного тока.
Действующее значение еще называют среднеквадратичным значением.
Вывод: Действующее значение - это замена сигнала данной формы сигналом не изменяющемся во времени.
Выведем формулу, связывающую действующее и максимальное значение гармонического сигнала.
Пусть
=
Получается разность интегралов, где второй интеграл от гармонической функции
аналогично .
Формулы, которые связывают максимальное и действующее значения гармонического сигнала.
Угол сдвига фаз
Это разность начальных фаз двух переменных.
1 Та переменная, которая раньше достигает положительного максимума опережает по фазе, которая позже отстает по фазе - опережает по фазе, -отстает по фазе.
2 Если две переменные одновременно проходят максимум и ноль, то они совпадают по фазе.
Если угол сдвига фаз равен 1800, то переменные проходят в противофазе.