【導(dǎo)讀】交流電 (AC) 不斷反轉(zhuǎn)方向，交替流向一個方向，然后流向另一個方向。交流電壓也可以類似地描述。通常，交流電壓和電流是正弦曲線，峰值、平均值和有效值之間存在確定的關(guān)系。
交流電 (AC) 不斷反轉(zhuǎn)方向，交替流向一個方向，然后流向另一個方向。交流電壓也可以類似地描述。通常，交流電壓和電流是正弦曲線，峰值、平均值和有效值之間存在確定的關(guān)系。
考慮在磁場中旋轉(zhuǎn)的兩個串聯(lián)導(dǎo)體，如圖 1 所示。導(dǎo)體 1 和 2 在兩個磁極之間設(shè)置的磁場內(nèi)形成一個回路。導(dǎo)體以機械方式固定在配有手動轉(zhuǎn)動曲柄的軸上。每個導(dǎo)體都連接到滑環(huán)，并且滑環(huán)具有用于電連接到外部端子（A和B）的電刷。當環(huán)路旋轉(zhuǎn)時，導(dǎo)體切割（或刷過）磁通量，導(dǎo)致每個導(dǎo)體中產(chǎn)生電動勢。
圖 1. 由在磁場中旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)電環(huán)組成的簡單交流電壓發(fā)生器。當導(dǎo)體掃過磁極時，每個導(dǎo)體中都會感應(yīng)出電動勢（并在輸出端子處產(chǎn)生）。當導(dǎo)體從一極移動到另一極時，電動勢會反轉(zhuǎn)極性。
圖 2 說明了環(huán)路在磁場中旋轉(zhuǎn)時各個實例的情況。這些可以解釋如下。
循環(huán)是水平的
圖 2(a)： 環(huán)路是水平的，導(dǎo)體一向上移動，導(dǎo)體二向下移動。由于此時每個導(dǎo)體的運動與磁場方向平行，因此沒有磁通被導(dǎo)體切割，因此不會產(chǎn)生電動勢。如電壓 (e) 與時間 (t) 關(guān)系圖上的點“a”所示，輸出端子（圖 1 中的 A 和 B）處的電壓為零。
導(dǎo)體以一定角度移動
圖 2(b)： 導(dǎo)體現(xiàn)在以一定角度穿過磁場移動，因此每個導(dǎo)體都會切割一些磁通，并且每個導(dǎo)體中都會感應(yīng)出 EMF。根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電動勢的方向必須與引起電動勢的運動相反。因此，導(dǎo)體一中感應(yīng)的電動勢會導(dǎo)致電流流向觀察者，如圖所示。該電流在導(dǎo)體周圍產(chǎn)生逆時針方向的磁通量，該磁通量增強了導(dǎo)體前面的磁場并減弱了后面的磁場（即，它與導(dǎo)體的運動相反）。
類似地，導(dǎo)體 2 中的感應(yīng)電動勢會產(chǎn)生如圖所示方向的電流，遠離觀察者。在導(dǎo)體 2 周圍建立了順時針磁通，這再次削弱了導(dǎo)體 2 后面的磁通并增強了導(dǎo)體前面的磁通，與導(dǎo)體的運動相反。可以看出，兩個導(dǎo)體中的電流方向是相互協(xié)助的[即，電流以單一方向圍繞環(huán)路（圖1）流動]。
因此，輸出電壓在端子 A 處為正，在端子 B 處為負。（導(dǎo)體 1 連接到 A，導(dǎo)體 2 連接到 B。）電流按所示方向（從 A 到 B）流過外部負載RL 。當繪制端電壓 e 的增長與時間 t 的關(guān)系時，結(jié)果如圖 2(i) 中的圖形（或波形）所示。點“a”表示在圖2（a）中的條件下獲得的零輸出電壓，點“b”是當導(dǎo)體位置如圖2（b）所示時稍后的輸出電壓。
導(dǎo)體垂直于磁場移動
圖 2(c)： 導(dǎo)體現(xiàn)在垂直于磁場移動。因此，它們切割磁通并產(chǎn)生電動勢。同樣，電流方向相互輔助，使得電流圍繞環(huán)路流動，并且端子 A 保持正值，而端子 B 為負值?，F(xiàn)在，通過 R L 的輸出電流 比以前更大，并且如 e-vs-t 圖表所示，輸出電壓已達到峰值，即“c”點。
圖 2. 在磁場中旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)電環(huán)路的端子處生成正弦電壓波形。當導(dǎo)體垂直于磁場移動時，會產(chǎn)生峰值輸出電壓[參見 (c) 和 (g)]。當導(dǎo)體平行于磁場移動時，會產(chǎn)生零輸出[參見 (a) 和 (e)]。圖片由 Amna Ahmad 提供
導(dǎo)體移動角度小于 90 o
圖 2(d)： 現(xiàn)在，導(dǎo)體再次以與磁場方向小于 90° 的角度移動。因此，被切割的磁通量減少，因此生成的 EMF 小于圖 2(c) 中的條件。電流方向和輸出電壓極性與之前相同。然而，輸出電壓現(xiàn)在已降至峰值水平以下，如 e-vs-t 圖表上的“d”點所示。
導(dǎo)體平行于磁場方向移動
圖2(e)： 此時，導(dǎo)體再次平行于磁場方向移動。沒有通量被切割，因此不會產(chǎn)生 EMF。輸出電壓為零，繪制在電壓隨時間圖上的點“e”處。
導(dǎo)體以一定角度移動
圖 2(f)： 導(dǎo)體再次以與磁場方向相關(guān)的角度移動。然而，現(xiàn)在兩個導(dǎo)體的感應(yīng)電流方向相反。導(dǎo)體一中的電流方向遠離觀察者，而導(dǎo)體二中的電流方向朝向觀察者?？梢钥闯觯娏魅匀换ハ噍o助，使得環(huán)路周圍的電流仍然具有單一（但相反）方向。現(xiàn)在的輸出電壓使得端子 B（圖 1 中）為正，而端子 A 為負。隨時間繪制的瞬時輸出電壓給出了圖表上的“f”點。
導(dǎo)體垂直于磁場移動
圖 2(g)： 導(dǎo)體的運動再次垂直于磁場，并且通量被切斷。因此，再次產(chǎn)生電動勢。輸出電壓仍然是負值，并且已達到其峰值，繪制在 e-vs-t 圖表上的點“g”處。很容易看出，隨著環(huán)路繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，輸出電壓再次變?yōu)榱?，然后再次反轉(zhuǎn)，如此周而復(fù)始。
由于旋轉(zhuǎn)回路產(chǎn)生的電壓是正負交替的，所以稱為交流電壓。由交流電壓供電的負載中產(chǎn)生的電流首先沿一個方向流動，然后沿另一個方向流動。所以，它是交流電。 AC 名稱通常適用于電流和電壓。圖 2(i) 中的電壓/時間圖稱為交流波形。
免責聲明：本文為轉(zhuǎn)載文章，轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息，版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題，請聯(lián)系小編進行處理。
推薦閱讀：
克服碳化硅制造挑戰(zhàn)，助力未來電力電子應(yīng)用
實現(xiàn)不間斷能源的智能備用電池第五部分：輔助電源系統(tǒng)
關(guān)于汽車48V電氣架構(gòu)，這些趨勢值得了解
