交流发电机原理

【实验目的】

通过演示发电机的工作原理,理解和掌握法拉第电磁感应定律。

【实验器材】

手摇发电机,2.3伏指示灯,如图59-1所示。

图59-1

【实验原理】

在均匀磁场()中,有一平面线圈,面积为,线圈匝数是时,线圈平面与垂直。若让线圈以角速度作切割磁线转动,如图59-2所示。则在绕垂直于磁场的轴时刻时,通过单匝线圈的磁通量

(59-1)


根据法拉第电磁感应定律,此时刻线圈中的感应电动势是

(59-2)

,则有

(59-3)

式(59-3)中的称为交流电动势。

若线圈回路中电阻为,则有

(59-4)

式(59-4)中的称为交流电流。

【实验操作与现象】

摇动发电机,看到灯泡发出闪光,若加快摇动的速度,闪光逐渐变成连续,并且亮度逐渐增加。这是由于转速越快,单位时间内的磁通量变化越大,因而感生电动势越大,灯泡亦越亮。