正弦交流电如何形成
正弦交流电如何形成
正弦交流电是交流电里最基本、最简单的一种，所以正弦交流电占有其特殊地位。到底有哪些方式可以产生正弦交流电呢？
方式1：线框在匀强磁场中匀速转动产生正弦交流电
这是产生正弦交流电的最基本方式，也是感应发电机的原理。线框的转动轴一般跟磁场方向垂直，线框平面跟磁场方向垂直的位置叫中性面。在中性面处磁通量最大，而感应电动势最小为零。最大值eｍ＝nbsω，这一结果只要求转动轴与磁场方向垂直且与线圈在同一平面上即可，不要求转动轴在线圈的什么特殊位置上；这一结果也与线圈的形状无关。其瞬时值的表达式为e = eｍsinωt。
方式2：穿过线框内的磁场成余弦变化产生正弦交流电
如图2所示，垂直穿过线圈的磁场强弱成余弦变化时，根据麦克斯韦的电磁理论可知，在线圈中会产生正弦交流电。即磁感强度b＝bｍcosωt， 则线圈中的电流i = bms sinωt.（s为线圈的面积）。这样形成的电流叫涡旋电流，在变压器的铁芯中就存在着涡流；为防止因此而产生的损耗，所以变压器的铁芯是由一片一片的硅钢片做成的。电磁炉就是利用这一原理制成的。
方式3：互感产生正弦交流电
这种方式就是变压器的原理，实际上就是一个电生磁磁生电的过程，也就是互感现象。如图所示，这里不在赘述。
方式4：滑动变阻器上的滑片做简谐运动时产生正弦交流电
例：在图5所示的电路中，滑线变阻器是由均匀电阻绕成的，ｄ是它的中点，电源电动势e＝3伏，内阻忽略不计。问：
（1）若要在a、b间得到一正弦交流电压，滑动触头p如何滑动？
（2）当a、b间得到正弦交流电压时，其电压有效值最大可能是多少？
解析：ab两点间的电压就是pｄ间的电压。设滑线变阻器的总长为l，pｄ间长度为ｘ。由串联电路的特点可知，
而e和l是定值，故欲使ab间的电压为正弦电压，必须使ｘ随时间ｔ成正弦变化。因此，p应做简谐运动；即ｘ＝xmsinωt。振幅xm越大其最大值越大，当振幅xm取最大时其有效值为最大，因此有效值最大为。
方式5：导体棒做简谐运动而切割磁感线时产生正弦交流电
例：如图6所示，pq和mn是平行放着的两根金属导轨（电阻忽略不计），其间距为l左边接一阻值为r的电阻；右边有一导体棒ef（电阻忽略不计）垂直放在导轨上。匀强磁场垂直导轨平面向下，磁感强度大小为b。
问：（1）导体棒在导轨上做何运动可以在电阻r上得到正弦交流电
解析：欲使电阻上得到正弦交流电，导体棒就应做简谐运动。
方式6：lc振荡电路产生高频正弦交流电
在lc振荡电路中，当电容器c充电之后，在电感l的自感和电容c反复充放电的共同作用下，电路中就会产生高频正弦交流电，叫做振荡电流。
除了以上几种方式之外，对压电材料施加周期性变化的作用力，压电材料由于其压电特性也会产生正弦交流电。压电材料现已广泛用于各种电气中。
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问：（1）导体棒在导轨上做何运动可以在电阻r上得到正弦交流电
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