题目内容
磁铁在电器中有广泛的应用,如发电机,如图5-1-16所示,已知一台单相发电机转子导线框共有N匝,线框长为l1,宽为l2,转子的转动角速度为ω,磁极间的磁感应强度为B,导出发电机瞬时电动势e的表达式.图5-1-16
现在知道有一种永磁材料钕铁硼,用它制成发电机的磁极时,磁感应强度可增大到原来的k倍,如果保持发电机结构和尺寸、转子转动角速度、需产生的电动势都不变,那么这时转子上的导线框需要多少匝?
思路解析:线框在转动过程中,两条长边在切割磁感线,若从中性面开始计时,则经t s线框转过的角度为θ=ωt,两条长边相当于两个电源串联在一起,单匝中产生的电动势力:e1=2Bl1vsinθ=2Bl1ω·sinθ=Bl1l2ωsinωt.N匝时相当于N个电源串联,电动势为e=NBl1l2·ωsinωt,当B′=kB且ω不变时,e′=N′kBl1l2·ωsinωt,又e′=e,所以N′=.
答案:NBl1l2ωsinωt
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