交流发电机的基本原理

交流发电机是动生电动势实际应用的典型例子。一个匝的矩形线圈绕轴以角速度在均匀磁场中转动，线圈面积为。设时，磁感应强度与轴垂直，且线圈平面的法线方向与方向一致，。当与的夹角为时，对于每匝线圈，通过线圈平面的磁通量为

当线圈绕轴转动时，夹角随时间改变，因而也随时间改变，匝线圈中产生的感应电动势为

其中是线圈转动的角速度，它是一个恒量。而，所以在任意时刻，有，线圈转动时产生的感应电动势为

当线圈平面平行于磁场方向时，，线圈中的感应电动势最大，用表示，则

那么

上式表明，在均匀磁场内转动的线圈中产生的感应电动势是随时间作周期性变化的，这种电动势称为交变电动势，其周期为

频率为

在交变电动势的作用下，线圈中的感应电流强度为

这个感应电流方向是交变的，称为交变电流或交流，其位相比交变电动势落后。这就是交流发电机的原理。