Εναλλασσόμενο ηλεκτρικό ρεύμα - ρεύμα με αλλαγήστην κατεύθυνση και τη δύναμη του χρόνου. Τα ρεύματα που αλλάζουν μόνο σε μέγεθος ονομάζονται ρεύματα κυματισμού. Στη βιομηχανία και στην καθημερινή ζωή, χρησιμοποιείται ένα εναλλασσόμενο ημιτονοειδές ρεύμα.
Μετατροπή DC σε ACηλεκτρικό μπορεί να εκτελεστεί ως εξής. Βάζουμε ένα πηνίο σύρματος σε ένα ομοιόμορφο σταθερό μαγνητικό πεδίο. Με μια ομοιόμορφη περιστροφή αυτού του πηνίου γύρω από τον άξονα, η μαγνητική ροή θα αλλάζει συνεχώς τόσο σε μέγεθος όσο και σε κατεύθυνση. Ως αποτέλεσμα αυτού, σύμφωνα με το νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, σχηματίζεται στο πηνίο μια μεταβλητή κατεύθυνσης και μεγέθους ηλεκτρομαγνητική δύναμη (EMF). Εάν ένα τέτοιο πηνίο είναι συνδεδεμένο σε ένα εξωτερικό κύκλωμα, τότε θα έχουμε ένα εναλλασσόμενο ηλεκτρικό ρεύμα.
Όταν το επίπεδο του περιστρεφόμενου βρόχου γίνεταικάθετα προς τις γραμμές δύναμης ενός δεδομένου μαγνητικού πεδίου, η μαγνητική ροή που διέρχεται από αυτό είναι η υψηλότερη (Φ = Φmax), αλλά ο ρυθμός μεταβολής του είναι μηδέν (ΔΦ / Δt = 0), καθώς, περνώντας από αυτήν τη θέση, οι αγωγοί πηνίου γλιστρούν κατά μήκος της δύναμης τις γραμμές του χωραφιού χωρίς να τις διασχίζουν. Αυτό σημαίνει ότι το επαγωγικό EMF που σχηματίζεται στο πηνίο γίνεται μηδέν (E = 0).
Όταν το επίπεδο του πηνίου είναι παράλληλο με την ισχύγραμμές του πεδίου, η ροή που διεισδύει είναι μηδέν (Φ = 0), αλλά ο ρυθμός μεταβολής σε αυτήν τη θέση είναι μεγαλύτερος ((ΔΦ / Δt) max), καθώς οι αγωγοί του πηνίου κινούνται κάθετα στις γραμμές δύναμης.
EMF που προκύπτει σε αυτήν την περίπτωση με τη σειρά έχειυψηλότερη τιμή (E = Emax). Με την περαιτέρω περιστροφή του πηνίου, ο ρυθμός αλλαγής της ροής που διεισδύει στο πηνίο θα αυξηθεί. Ως εκ τούτου, το EMF σε απόλυτη τιμή θα αυξηθεί από 0 σε Emax. Έτσι, το επίπεδο επαγωγής EMF σε περιστρεφόμενο πηνίο κατά τη διάρκεια μιας περιστροφής κυμαίνεται από –Emax έως + Emax.
Ανοίξτε το καλώδιο και συνδέστε τοστο παλμογράφο. Όταν το πηνίο περιστρέφεται σε μαγνητικό πεδίο, ο παλμογράφος θα καταγράφει όλες τις αλλαγές στο ρεύμα, με τις οποίες θα είναι δυνατό να κριθεί η αλλαγή στην ηλεκτροκινητική δύναμη στο πηνίο κατά τη διάρκεια μιας περιστροφής.
Το ρεύμα που προκύπτει στο πηνίο όταν αντιστρέφεται ομοιόμορφα σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο, όπως δείχνει το παλμογράφημα, αλλάζει ημιτονοειδώς. Ένα τέτοιο ρεύμα ονομάζεται εναλλασσόμενο ημιτονοειδές.
Η χρονική περίοδος κατά την οποία η ηλεκτροκινητική δύναμη εκτελεί μια ταλάντωση ονομάζεται περίοδος του εναλλασσόμενου ρεύματος.
Ο ορισμός του γράμματος της περιόδου ταλάντωσης είναι T. Ο αριθμός των ταλαντώσεων ανά 1 δευτερόλεπτο είναι η συχνότητα του ρεύματος, η οποία δηλώνεται με το γράμμα f. Η μονάδα μέτρησης της είναι hertz (Hz):
f = 1 / T ή T = 1 / f.
Εάν η τιμή EMF σε κάποια αυθαίρετη στιγμήδηλώνουμε τον χρόνο με το e (τη στιγμιαία του τιμή) και τη μεγαλύτερη τιμή (πλάτος) από τον Emax, τότε ο νόμος που εκφράζει την εξάρτηση του e στο χρόνο, στην περίπτωση ενός ημιτονοειδούς ρεύματος, μπορεί να εκφραστεί ως η ακόλουθη έκφραση:
e = Emax˖sin (2 / T) t.
Στις περισσότερες χώρες, η βιομηχανική και οικιακή χρήση εναλλασσόμενο ηλεκτρικό ρεύμα με συχνότητα 50 Hz, διάρκεια 0,02 δευτερολέπτων.
Λήψη εναλλασσόμενου ηλεκτρικού ρεύματος απόη μηχανική ενέργεια πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας ειδικά μηχανήματα που ονομάζονται γεννήτριες. Η αρχή της εργασίας τους βασίζεται στο νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Το απλούστερο κύκλωμα γεννήτριας μπορεί να αναπαρασταθεί ως ένα πλαίσιο που περιστρέφεται γύρω από έναν άξονα στο μαγνητικό πεδίο ενός ηλεκτρομαγνήτη ή ενός μόνιμου μαγνήτη. Όταν το πλαίσιο περιστρέφεται, σχηματίζεται μια εναλλασσόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη. Συνδέοντας το πλαίσιο στο εξωτερικό κύκλωμα, έχουμε εναλλασσόμενο ηλεκτρικό ρεύμα. Σπάνια κατασκευάζεται ένας εναλλάκτης με σταθερό μαγνητικό σύστημα και περιστρεφόμενες στροφές.
Σε όλες σχεδόν αυτές τις γεννήτριες, η περιέλιξη (οπλισμός) είναι σταθερή και το μαγνητικό σύστημα (επαγωγέας) περιστρέφεται. Το πραγματικό μέρος της γεννήτριας ονομάζεται στάτορας και το κινητό μέρος ονομάζεται ρότορας.
