Пусть имеется однородное магнитное поле, образованное между полюсами NS электромагнита (фиг. 126, а). Внутри поля под действием посторонней силы вращается по окружности в сторону движения часовой стрелки металлический прямолинейный проводник. Как известно, пересечение проводником магнитных линий приведет к появлению в проводнике индуктированной э. д. с. Величина этой э. д. с, как было указано выше (71), зависит от величины магнитной индукции В, активной длины проводника l, скорости пересечения проводником магнитных линий v и синуса угла а между направлением движения проводника и направлением магнитного поля.

Рассматривая процесс получения переменного тока, мы убедились, что переменная э. д. с. и переменный ток периодически меняют свои направления и величину. Значение переменной величины (тока, напряжения и э. д. с.) в рассматриваемый момент времени называется мгновенным значением и обозначается малой буквой (i — ток, u —напряжение, е — э. д. с).

Наибольшее из мгновенных значений переменной величины называется ее максимальным, или амплитудным, значением и обозначается большой буквой с индексом т, например I_m, E_m, U_m. Промежуток времени, по истечении которого изменения переменной величины (э. д. с, напряжения или тока) повторяются, называется периодом и обозначается буквой Т. Период измеряется в секундах. Число периодов в единицу времени (в секунду) называется частотой переменного тока и обозначается буквой f. Единицей частоты служит герц (гц; Hz). 1 герц равен 1 периоду в секунду.

Практика остановила свой выбор на синусоидальных колебаниях переменных электрических величин. В дальнейшем, говоря о токе, э. д. с, напряжении и магнитном потоке, мы будем считать их изменяющимися по закону синуса.

Пусть мы имеем вектор ОА (фиг. 130), выражающий в масштабе какую-либо переменную синусоидальную величину, например ток. Будем вращать с постоянной скоростью вектор вокруг точки О против часовой стрелки. Конец вектора будет описывать окружность, а угол, на который поворачивается вектор, будет меняться с течением времени.

При рассмотрении вопроса о получении переменного тока указывают, что за один оборот ротора индуктированная в проводниках обмотки генератора э. д. с. имела один период. Если ротор генератора делает, например, 5 об/сек, то э. д. с. будет иметь 5 пер/сек или частота тока генератора будет равна 5 гц. Следовательно, число оборотов в секунду ротора генератора численно равно частоте тока.

Переменный синусоидальный ток в течение периода имеет различные мгновенные значения. Естественно поставить вопрос, какое же значение тока будет измеряться амперметром, включенным в цепь? Действия тока не определяются ни амплитудным, ни мгновенным значениями. Для оценки действия, производимого переменным током, мы сравним его действия с тепловым эффектом постоянного тока.

Среднее значение переменной синусоидальной величины за период равно нулю. Поэтому, когда говорят о среднем значении синусоидальной величины, имеют в виду среднее значение за полпериода. На фиг. 139 изображена кривая изменения переменного тока за полпериода.

Построим прямоугольник с основанием Т/2 и площадью, равной площади, заключенной между кривой и горизонтальной осью. Высота прямоугольника будет представлять среднее значение тока за полпериода.

Рассмотрим цепь (фиг. 140), состоящую из сопротивления г. Влиянием индуктивности и емкости для простоты пренебрегаем.

К зажимам цепи приложено синусоидальное напряжение

Как мы видели выше, при включении, выключении и при всяком изменении тока в электрической цепи вследствие пересечения проводника своим же собственным магнитным полем в нем возникает индуктированная э. д. с. Эту э. д. с. мы называли э. д. с. самоиндукции. Э. д. с. самоиндукции имеет реактивный характер. Так, например, при увеличении тока в цепи э. д. с. самоиндукции будет направлена против э. д. с. источника напряжения, и поэтому ток в электрической цепи не может установиться сразу. И, наоборот, при уменьшении тока в цепи индуктируется э. д. с. самоиндукции такого направления, что, мешая току исчезать, она поддерживает этот убывающий ток.

Сущность этого явления заключается в следующем. Как известно, магнитные линии поля прямолинейного проводника имеют форму концентрических окружностей. Магнитное поле образуется как внутри проводника, так и в пространстве, окружающем проводник. Прямолинейный проводник с током мы можем разбить на отдельные нити тока, параллельные друг другу. Чем ближе такая нить лежит к оси самого проводника, тем больший магнитный поток, замыкающийся внутри проводника, ее охватывает.

Если в цепь постоянного тока включить конденсатор (идеальный— без потерь), то в течение очень короткого времени после включения по цепи потечет зарядный ток. После того как конденсатор зарядится до напряжения, соответствующего напряжению источника, кратковременный ток в цепи прекратится. Следовательно, для постоянного тока конденсатор представляет собой разрыв цепи или бесконечно большое сопротивление.