Tai, kad namų laidų laidininkaikeičiasi sinusoidiniai srovės srautai, visi girdėjo. Tačiau asmeniui, kuris nėra susipažinęs su elektrotechnika, „sinusoidinis“ ir ypač „kintamasis“ nereiškia nieko. Šiame dokumente mes stengsimės pateikti bendrą idėją, prieinamą visiems.
Pirmiausia reikia nuspręsti, kas yraelektros srovė. Remiantis esamu paaiškinimu, srovė yra nukreiptas elementariųjų dalelių judėjimas su teigiamo ar neigiamo ženklo įkrovimu. Paprastai dalelės suprantamos kaip elektronai, bet tai ne visai taip. Atomas, kuris prarado elektroną dėl branduolyje esančių protonų, įgyja teigiamą krūvį, tapdamas jonu. EMF veikia ne tik elektroną, bet ir jį. Pakanka prisiminti, kad skaičiavimuose teigiamai srovės judėjimo krypčiai, paimta iš pliuso iki minuso, nors iš tikrųjų, neigiamai įkrautos dalelės juda priešinga kryptimi.
Iš kur kils šios dalelės?Įsivaizduokite laidininko struktūrą: kristalų groteles su atomais mazguose. Kiekvieną atomą galima sąlyginai apibūdinti kaip miniatiūrinę saulės sistemą. Centre yra masinis branduolys, sudarytas iš protonų ir neutronų, o elektronai sukasi aplink jį orbitoje.
Protonų krūvis yra teigiamas ir elektronasneigiami, todėl jie tarpusavyje pritraukia vienas kitą. Kuo arčiau šerdies, tuo stipresnė ši sąveika. Tam, kad atsirastų srovė, būtina atleisti kai kuriuos elektronus iš atomų ir padaryti juos judančiais norima kryptimi. Generatoriuose šią užduotį sėkmingai atlieka besisukantis magnetinis laukas. Ji perduoda trūkstamą energiją elektronams išorinėse orbitose, juos išlaisvindama. Žinoma, nėra tiesioginio judėjimo. Mes kalbame apie šių dalelių mainus tarp artimiausių atomų.
Iš kur kilęs pavadinimas „sinusoidinė srovė“?Priežastis yra būdas gauti. Įsivaizduokite du priešingus magneto polius ir tarp jų lauko stiprumo linijas. Šiame lauke iš laidininko padėkite rėmelį. Jo galai yra prijungti prie apkrovos ir sudaro grandinę (grandinę). Pasukite rėmelį. Tuo metu, kai jis yra lygiagrečiai su magneto paviršiais, nėra srovės, nes nėra sankirtos su įtempimo linijomis (abi rėmo pusės yra to paties lygio). Čia ji šiek tiek pasuko, magnetinės lauko linijos kerta laidininką, atleidžia elektronus ir atsiranda srovė.
Tuo pačiu metu, kita rėmo pusė taip patkerta lauką, bet iš priešingos pusės. Didžiausia srovės vertė - su vertikalia padėtimi. Sinusoidinė srovė yra šio proceso grafinis atvaizdas. Be jo sunku suprasti elektros prietaisų veikimo principą. Grafikas, rodantis sinusoidinę srovę, yra Dekarto koordinatės plokštumoje. Vertikaliosios ašies srovė yra kaupiama, o horizontaliu laiku. Kadangi rėmo sukimosi metu registruojamos vertės periodiškai kartojasi, susidaro sinusoidinė srovė, keičianti kryptį ir dydį. Sinusoidas yra tarsi įtemptas ant laiko ašies, nes dalis bangų yra virš ašies (ženklas yra teigiamas), o dalis žemiau yra (neigiama). Aukščiausi bangų taškai atitinka rėmo padėtį lygiagrečiai lauko stiprio linijoms, o laiko ašies (srovės yra nulinė) sankirtos yra statmenos.
Gauta elektros grandinių sinusoidinė srovėlabiausiai paplitusi, nes tokio tipo elektros energija labai lengvai konvertuojama naudojant transformatorius ir kitus elektros grandinės elementus, leidžiančius perduoti didelius atstumus, taip pat reikalingą moduliavimą. Be to, pačios kartos principas apima sinusoidinės srovės sukūrimą.
