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人們經(jīng)常用圖形表示電流(及電壓、電動勢)隨時間變化的規(guī)律，這種圖形稱為波形圖，如圖3—1所示。
圖中橫坐標(biāo)表示時間，縱坐標(biāo)表示不同時刻的交流量(電流、電壓、電動勢)值。從如圖3—1b所示的波形圖中可以看到，正弦交流電(如無特別說明都簡稱交流電)的特點(diǎn)是：
1．變化的瞬時性
正弦交流電的大小和方向時時刻刻都在變化。
2. 變化的周期性
正弦交流電每隔一定時間又作重復(fù)的變化。
3．變化的規(guī)律性
正弦交流電是隨著時間按正弦規(guī)律變化的。
正弦交流電在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中應(yīng)用廣泛，是由于它具有便于遠(yuǎn)距離傳輸和分配，交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維修方便、節(jié)省材料、具有更低的電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)。
二、正弦交流電的產(chǎn)生
正弦交流電是由交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的。如圖3—2a所示是最簡單的交流發(fā)電機(jī)示意圖j它由定子和轉(zhuǎn)子組成。定子有N，S兩個固定磁極。轉(zhuǎn)子是一個可以轉(zhuǎn)動的鋼質(zhì)圓柱體，其上緊繞著一匝導(dǎo)線。導(dǎo)線兩端分別接到兩個相互絕緣的銅環(huán)上，銅環(huán)與連接外電路的電刷河北唐山PLC編程培訓(xùn)相接觸。
當(dāng)用原動機(jī)(如水輪機(jī)或汽輪機(jī))拖動電樞轉(zhuǎn)動時，由于運(yùn)動導(dǎo)線切割磁感應(yīng)線而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。為了得到正弦波形的感應(yīng)電動勢，應(yīng)采用特定形式的磁極，使磁極與電樞之間的空隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度按下列規(guī)律分布：
第一，磁感應(yīng)線垂直于電樞表面。
第二，磁感應(yīng)強(qiáng)度B在電樞表面按正弦規(guī)律分布。
如圖3—2b所示。在磁極中心位置處的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大，用表示；在磁性分界面處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。磁感應(yīng)強(qiáng)度等于零的平面叫做中性面，如圖3—2b所示的水平面。如線圈所在位置的平面與中性面成a角，此處電樞表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為：
當(dāng)電樞在磁場中從中性面開始，以勻角速度逆時針轉(zhuǎn)動時，單匝線圈的a、b邊在磁場內(nèi)切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。單匝線圈中產(chǎn)生的磁感應(yīng)電動勢為：
如果線圈有N匝，則總的感應(yīng)電動勢為：
當(dāng)=90及=270時，感應(yīng)電動勢具有最大值，即：
式中 ——感應(yīng)電動勢最大值 (V)；
——線圈的匝數(shù)；
——最大磁感應(yīng)強(qiáng)度(Wb/)；
——線圈的有效長度（m）
——導(dǎo)線運(yùn)動速度（m/s）
將公式(3—3)代人公式(3—2)后，得：
因?yàn)殡姌性诖艌鲋幸越撬俣茸鲃蛩俎D(zhuǎn)邯鄲變頻器維修培訓(xùn)動，在任意時刻線圈平面與中性面的夾角等于角速度與時間的乘積，即：
因此，感應(yīng)電動勢的數(shù)學(xué)式又可以寫成：
這樣就把感應(yīng)電動勢隨角度變化轉(zhuǎn)為隨時間變化。為今后研究交流電正弦量提供了方便。同理，交流電壓、交流電流可表示為：