如图所示为交流发电机的示意图,矩形线圈的匝数N=50匝,每匝线圈的边长Lab=0.4m,Lbc=0.2m,矩形线圈所在

2025-05-06 20:10:58
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(1)感应电动势的最大值
  Em=NBLabLcdω=160V
因为从中性面开始计时,则线圈中的电动势为 e=nBsωsinωt,
故回路的总电流i=

e
R+r
=16sin200t  A
(2)此时电流表的示数为 I=
Im
2
=
16
2
=11.3A
电压表读数:U=IR=11.3×9 V≈102 V
(4)求交流发电机的功率要用有效值.
感应电动势有效值为 E=
2
2
Em
=
2
2
×
160V=80
2
V
P=EI=80
2
×11.3W=1280W
P=UI=102×11.3W=1152W
(5)设线圈转过θ=90°用时间△t,
则这段时间内线圈的平均感应电动势:
E
=N
△Φ
△t

平均感应电流
I
=
E
R+r

通过电阻R的电荷量 q=
I
△t
联立解得 q=N
△Φ
R+r
=N
BLabLbc
R+r
=
50×0.2×0.4×0.2
9+1
C=0.08C
答:
(1)若从线框过中性面开始计时,写出回路中的电流随时间变化的关系式是i=16sin200t A.
(2)交流电流表和交流电压表的读数分别为11.3A和102 V.
(3)此交流发电机的总功率和输出功率分别为1280W和1152W.
(4)线圈从图示位置转过θ=90°的过程中通过电阻R的电荷量是0.08C.