Колебательный контур и генератор: Часть 2

Видео

Конспект

Генератор переменного напряжения

Принцип работы

В однородном магнитном поле B вращается рамка с N витками площадью S с угловой скоростью \omega . Суммарный магнитный поток через рамку: \Phi(t) = B S N \cos(\omega t). По закону электромагнитной индукции напряжение на выводах рамки: U(t) = -\frac{d\Phi}{dt} = B S N \omega \sin(\omega t) \equiv U_{\max}\sin(\omega t), где амплитуда U_{\max} = BSN\omega . Такое устройство (ротор с обмоткой в магнитном поле) является основой любого электрогенератора (гидро-, тепловых и др. электростанций).

Передача энергии по линии электропередачи (ЛЭП)

По двухпроводной линии ЛЭП течёт переменный ток. В пространстве вокруг проводов существуют одновременно электрическое поле \vec{E} (между проводами) и магнитное поле \vec{H} (вокруг проводников). Поток электромагнитной энергии описывается вектором Пойнтинга: \vec{S} = \vec{E} \times \vec{H}. Вектор \vec{S} направлен вдоль проводов — от источника к потребителю. Таким образом, электромагнитная энергия передаётся не по проводам, а в пространстве вокруг них; провода лишь направляют это поле.

Практическое следствие. Чтобы определить направление к источнику (электростанции), достаточно одновременно измерить векторы \vec{E} и \vec{H} в произвольной точке вблизи ЛЭП и вычислить \vec{S} = \vec{E} \times \vec{H} : направление к станции противоположно вектору \vec{S} .