正弦式交变电流中

时间:2025-03-26 10:20:56 说说文案

正弦式交变电流中,电动势的瞬时值表达式为:

\[ e = E_m \sin(\omega t) \]

其中,\( E_m \) 是电动势的最大值,\( \omega \) 是角频率,\( t \) 是时间。

这个表达式的推导过程如下:

矩形线圈在匀强磁场中匀速转动

当矩形线圈的平面与磁感线垂直时,磁通量最大,此时电动势为0。

当矩形线圈的平面与磁感线平行时,磁通量为0,此时电动势为最大。

磁通量的变化率

磁通量 \(\Phi\) 随时间 \(t\) 的变化率 \(\frac{d\Phi}{dt}\) 与电动势成正比。

对于矩形线圈,磁通量 \(\Phi = B S \cos(\omega t)\),其中 \(B\) 是磁感应强度,\(S\) 是线圈面积,\(\omega\) 是角频率。

求导得到电动势

对磁通量 \(\Phi = B S \cos(\omega t)\) 求导,得到 \(\frac{d\Phi}{dt} = -B S \omega \sin(\omega t)\)。

由于电动势 \(e\) 与磁通量的变化率成正比,且比例系数为 \(B S\),所以 \(e = B S \omega \sin(\omega t)\)。

最大电动势

磁通量的最大值为 \(B S\),因此电动势的最大值 \(E_m = B S \omega\)。

瞬时值表达式

将最大电动势 \(E_m\) 代入电动势的表达式,得到 \(e = E_m \sin(\omega t)\)。

综上所述,正弦式交变电流中电动势的瞬时值表达式为 \(e = E_m \sin(\omega t)\),其中 \(E_m\) 是电动势的最大值,\( \omega \) 是角频率,\( t \) 是时间。这个推导过程基于矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的假设,并且考虑了磁通量的变化率与电动势的关系。