- Английският физик М. Фарадей открил явлението електромагнитна индукция, при което в един затворен проводников контур се индуцира напрежение и протича индуциран ток, ако магнитното поле през контура се променя.
- Индуцираното напрежение U в една затворена проводникова намотка е толкова по-голямо, колкото: по-бързи са промените на полето, по-голяма е промяната на магнитното поле и по-голям е броят на навивките на намотката. Посочените зависимости са открити от Фарадей и количественият им израз е известен като закон на Фарадей за електромагнитната индукция.
- Руският физик Е. Ленц установил, че посоката на индуцирания ток е такава, че неговото магнитно поле се противопоставя на породилата го промяна на магнитното поле. Така например, когато към намотка се приближава северният полюс на пръчковиден магнит, посоката на индуцирания в намотката ток е такава, че близкият край на намотката е също северен полюс N.
- Когато между полюсите на подковообразен магнит се върти равномерно проводникова рамка, в рамката се индуцират напрежение и ток, чиито посока и големина се променят периодично с времето. Графиките на зависимостите на тези величини от времето имат формата на синусоида. Такива токове и напрежения се наричат променливи.
- Период Т на променливите ток и напрежение се нарича интервалът време, измерван в секунди s, след който стойностите им започват да се повтарят. Броят на повторенията в 1s се нарича честота
 на
тока и напрежението. Между периода и честотата съществува връзката  . Единицата за честота е херц (Hz). Периодът на променливия ток, който се използва в домакинствата, в промишлеността и пр., е Т = 0,02 s или честота  = 1/0,02 = 50 Hz . Когато във всекидневието се говори за променлив ток, се разбира именно ток с честота 50 Hz.
- В променливотоковите вериги токът и напрежението се изменят бързо – 50 пъти в секунда. Известните закони при постоянните токове запазват своята валидност и за променливите токове, ако в тях се използват ефективни стойности на величините. По определение: ефективната стойност на променливия ток (I) е равна на големината на постоянен ток (I), при протичането на който през един резистор за 1 s отделя същото количество топлина (Q), както и при протичане на променливия ток. Ефективните стойности на променливото напрежение U, на променливия ток I и на ЕДН
 се получават, като техните максимални стойности (Um, Im,  ) се разделят с   Законите на Ом и на Джаул–Ленц и формулите за работа и мощност на променливия ток, записани с техните ефективни стойности, имат вида на тези за постоянния ток: I = U/R; Q = I2Rt; A = UIt; P = IU. Когато се посочват стойности на променливия ток, се имат предвид именно неговите ефективни стойности.
- Принципът на действие на генератор за получаване на променлив ток се основава на явлението електромагнитна индукция. Във всеки генератор за променлив ток има въртяща се част ротор (електромагнит или постоянен магнит) и неподвижни намотки (статор), в които при въртене на ротора се индуцира променливо напрежение. В някои по-малки генератори източникът на магнитно поле е неподвижен (постоянен магнит или електромагнит) – статор, а променливото напрежение се индуцира във въртяща се намотка – ротор. Краищата на намотката са свързани с два въртящи се заедно с нея пръстена – колектор, от които чрез четки генераторът се свързва в електрическа верига.
- Едно от големите предимства на променливия ток е, че с помощта на специални
устройства – трансформатори, големината на променливото напрежение U може
да се повишава и понижава. Принципът на работа на трансформатора
се основава на явлението електромагнитна индукция. Трансформаторът се
състои от две намотки, свързани посредством желязна сърцевина: първична
(вход) с N1 навивки,
на които се подава напрежение U1,
и вторична (изход) с N2 навивки,
от които се ползва напрежение U2.
Ако на входа на трансформатора се подаде променливо напрежение U1,
на изхода му се появява променливо напрежение U2.
Основна характеристика на трансформатора е неговият коефициент
на трансформация k: k = N1/N2= U1/U2.
Повишаващ е трансформаторът, чието изходно напрежение е по-високо
от входното, т.е. k < 1, а понижаващ трансформатор е този,
на който изходното напрежение е по-малко от входното, т.е. k > 1.
- Електроенергия се получава в различни видове електроцентрали – ВЕЦ, ТЕЦ, АЕЦ и други. В тях енергията от различни източници (въглища, природен газ, вода, вятър и др.) се превръща най-напред в механична енергия на въртяща турбина (водна, парна, газова). Въртящата турбина подържа въртенето на ротора на генератор, в резултат на което в неподвижните намотки на статора се индуцира променливо напрежение. Най-евтина и екологически най-приемлива е електроенергията, която се добива във ВЕЦ.
- За пренасяне на електроенергията от електроцентралите до потребителите се използват електропроводи – система от проводници, свързващи електроцентралите с потребителите. При пренасяне на електроенергия част от нея се преобразува в топлина, което в същност е загуба, тъй като топлината се разсейва в околното пространство. Съгласно със закона на Джаул–Ленц Q = I2Rt, за да се намалят топлинните загуби при протичане на ток по електропроводите, трябва да се намали токът I. Тъй като пренасяната мощност P = UI е фиксирана, това се постига чрез повишаване на напрежението: с помощта на трансформатори напрежението в района на електроцентралата се повишава от десетки до стотици kV, a след това в местата за консумация отново с помощта на трансформатори се понижава до стойности, допустими за практическа употреба.
|
