Váltakozó elektromos áram - változó áramúidőben irány és erő szerint. Azokat az áramokat, amelyek csak nagyságrendileg változnak, lüktetőnek nevezzük. Az iparban és a mindennapi életben leggyakrabban váltakozó szinuszos áramot használnak.
DC átalakítása váltóáramraelektromos módon az alábbiak szerint végezhető el. Egy huzaltekercset egyenletes állandó mágneses mezőbe helyezünk. E hurok egyenletes elfordulásával a tengely körül a mágneses fluxus folyamatosan változik mind nagyságában, mind irányában. Ennek eredményeként az elektromágneses indukció törvénye szerint változó irányú és nagyságú elektromotoros erő (EMF) alakul ki a hurokban. Ha egy ilyen tekercset egy külső áramkörhöz csatlakoztatunk, akkor abban váltakozó elektromos áramot kapunk.
Amikor a forgó tekercs síkja válikmerőleges egy adott mágneses tér erővonalaira, a rajta áthaladó mágneses fluxus a legnagyobb (Φ = Φmax), de változási sebessége nulla (ΔΦ / Δt = 0), mivel ezen a helyzeten áthaladva a hurokvezetők az erő mentén csúsznak a mező vonalai anélkül, hogy kereszteznék őket. Ez azt jelenti, hogy a hurokban generált indukció EMF-értéke nulla lesz (E = 0).
Amikor a hurok síkja párhuzamos az erővela mező vonalai, az azt behatoló áram nulla (Φ = 0), de változásának sebessége ebben a helyzetben a legnagyobb ((ΔΦ / Δt) max), mivel a hurok vezetői merőlegesen mozognak az erővonalakhoz képest.
Az ebben az esetben a tekercsben keletkező EMF-nek vanlegmagasabb érték (E = Emax). A tekercs további forgatásával megnő a tekercsbe behatoló áramlás változásának sebessége; ennélfogva az EMF abszolút értékben 0-ról Emax-ra nő. Tehát az EMF indukciója egy forgó hurokban egy fordulaton –Emax-ról + Emax-ra változik.
Nyissa ki a vezeték hurokját, és rögzítseoszcilloszkóp. Amikor a hurok mágneses térben forog, az oszcilloszkóp rögzíti az áram minden változását, amely alapján meg lehet ítélni a hurok elektromotoros erejének változását egy fordulat alatt.
A hurokban keletkező áram, amikor egyenletesen kering egy egységes mágneses mezőben, amint azt az oszcillogram mutatja, szinuszosan változik. Ezt az áramot váltakozó szinuszosnak nevezzük.
Azt az időtartamot, amely alatt az elektromotoros erő egy rezgést hajt végre, váltakozó áramú periódusnak nevezzük.
Az oszcillációs periódus betűjelzése T. A rezgések száma 1 másodperc alatt az áram frekvenciája, amelyet f betűvel jelölünk. Mértékegysége hertz (Hz):
f = 1 / T vagy T = 1 / f.
Ha az EMF értéke valamilyen tetszőleges pillanatbanaz időt, amelyet e-vel jelölünk (pillanatnyi értéke), és a legnagyobb értéket (amplitúdót) - az Emax-on keresztül, akkor az e időtől való függését kifejező törvény szinuszos áram esetén a következő kifejezéssel fejezhető ki:
e = Emax˖sin (2 / T) t.
A legtöbb országban, az iparban és a mindennapi életben váltakozó elektromos áramot használnak, amelynek frekvenciája 50 Hz, 0,02 másodperces periódus.
Váltakozó elektromos áram vételea mechanikai energiát speciális, generátoroknak nevezett gépek segítségével állítják elő. Munkájuk alapelve az elektromágneses indukció törvényén alapszik. A legegyszerűbb generátor áramkör ábrázolható egy keret formájában, amely az elektromágnes vagy az állandó mágnes mágneses mezőjében egy tengely körül forog. Amikor a keret elfordul, változó elektromotoros erő keletkezik benne. A keretet a külső áramkörhöz csatlakoztatva váltakozó elektromos áramot kapunk. Helyhez kötött mágneses rendszerrel és forgó tekercsekkel rendelkező generátor ritkán készül.
Szinte minden ilyen generátorban a tekercs (armatúra) álló helyzetben van, és a mágneses rendszer (induktor) forog. A generátor mozdíthatatlan részét állórésznek hívják, a mozgatható része pedig a rotor.
