Curentul Alternativ

In eseul de fata este adus in discutie curentul alternativ si se face o dezbatere despre modul in care acesta este produs, despre generatoare de curent alternativ si despre determinarea si calculul puterii in acest curent. In partea de aplicatii sunt rezolvate doua probleme ale caror subiecte sunt des intalnite in practica. Generarea tensiunii electromotoare prin inductie electromagnetica folosind variatia suprafetei prin care trec liniile campului magnetic a intrat in practica industriala cu mult timp in urma. Cel mai simplu circuit care permite variatia fluxului magnetic in acest fel, il constituie spira dreptunghiulara montata intre polii unui magnet. Aceasta spira este rotita cu o frecventa ? in jurul unui ax care este perpendicular pe liniile campului si paralel cu laturile mari ale spirei. Prin rotirea spirei, fluxul magnetic depinde de timp: unde Fm este fluxul maxim, a este unghiul intre normala la cadru si directia liniilor de camp, ? este viteza unghiulara, iar S = L l. Folosind legea lui Faraday tensiunea indusa este data de relatia: Se observa ca in timp ce fluxul este maxim atunci cand cadrul este perpendicular pe directia liniilor de camp (a = 0) tensiunea indusa este 0, in schimb atunci cand spira este paralela cu liniile de camp (a = p/2), tensiunea este maxima. Din punctul de vedere al variatiei fluxului, acest defazaj intre flux si tensiunea indusa poate fi inteles daca tinem seama ca in unitatea de timp, variatia cea mai puternica a fluxului este inregistrata in pozitia cu a = p/2, cand la o rotatie infinitezimala fluxul sare brusc de la zero la o valoare diferita de zero, in timp ce pentru rotatii efectuate in jurul pozitiei a = 0, fluxul variaza putin de la valoarea maxima. Prin aplicarea regulii mainii drepte gasim usor sensul curentilor indusi: ei sunt diferiti de zero in ramurile de lungime L (fig. 2. 1), dar sunt nuli in ramurile de lungime l, care sunt situate in planele paralele cu liniile de camp. Din acest motiv ramurile inactive trebuie sa aiba o lungime cat mai mica. Nu este permisa insa o reducere la dimensiuni oricat de mici, deoarece apare un factor pe care il putem deduce usor: forta electrodinamica repulsiva intre ramurile in care circula curentul indus, care in cazurile practice are o intensitate enorma (este mai mare de 1000 A). Curentul indus trebuie scos din circuitul spirei si, de aceea, vom imagina o varianta in care spira prezinta doua terminatii spre doua borne exterioare printr-un colector. Dupa modul de constructie al colectorului, in circuitul exterior reprezentat de rezistenta R, vom inregistra un curent alternativ (fig. 2. 1). Fig. 2. 1 Curentul alternativ intretinut de o tensiune alternativa este introdus in circuitul exterior prin colectorul format din doua inele, astfel ca fiecare ramura a spirei este tot timpul in contact cu un singur inel. Daca am avea doua spire care fac unghiul diedru a, atunci tensiunile induse in ele sunt defazate ...