q từ một điể mM cách uả cầu tích điện một khoảng d
5.2.2. Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện
Định luật Faraday cho ta nguyên lý cơ sở để biến cơ năng thành điện điện năng. Tầm quan trọng của việc biến đổi này trong xã hội công nghiệp là điều quá rõ ràng. Nguyên lý hoạt động của chúng đều có thể hiểu bằng cách xét một khung dây chữ nhật quay trong từ trường đều và tiếp xúc điện được làm bằng các chổi quét trên hai vành khuyên như sau:
Quan sát một máy phát điện có cấu tạo đơn giản như trên. Để đơn giản taa giả sử từ trường đều có phương vng gốc với trục quay của khung dây. Khung dây quay được là do một tác nhân nào đó (trình bày ở mục 5.2). Mặt phẳng giới hạn bởi khung dây có hình dạng bất kì tùy thuộc vào cấu tạo của máy, khơng nhất thiết phải là hình chữ nhật như trên.
Từ thông qua khung dây được xác định bởi biểu thức:
( )
cos
S
N Bd s NBS
[5.3]
Với N là số vịng dây trong khung, α là góc hợp bởi vector B và vector pháp tuyến n của mặt giởi hạn bởi khung dây. Nếu khung dây quay quanh trục với tốc độ góc ω khơng đổi, khi đó α = ωt và biểu thức [5.3] được viết lại như sau:
cos t
NBS
[5.4]
Áp dụng định luật Faraday, ta có được biểu thức của suất điện động
/
sin t
NBS
0 NBS
là suất điện động cực đại, suất điện động hiệu dụng bằng giá
trị này chia căn hai. Suất điện động tức thời ở biểu thức [5.5] biến thiên điều hòa theo thời gian và vì vậy dịng điện khi từ máy ra mạch ngồi cũng biến thiên điều hịa theo thời gian (gọi là dịng điện xoay chiều hình sin).
Để lấy dịng điện xoay chiều AC ra mạch ngồi ta dùng một cơ cấu gồm hai vành khuyên và hai chổi quét. Còn nếu, muốn thu được dòng điện một chiều DC ta thay hai vành khuyên bằng hai vành bán khuyên.