3.中性面:线圈平面垂直于磁感线时,各边都不切割磁感线,线圈中的感应电流为零,这一位置叫中性面。
特点:(1)线圈位于中性面时,穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率为零,感应电动势为零,感应电流为零。
(2)线圈经过中性面时,线圈中的电流方向要发生改变。线圈转一周有两次经过中性面,所以每转一周电流方向改变两次。
要点二、交变电流的变化规律
如图所示,该线圈从中性面起经时间转过角度,则,此时两边速度方向与磁感线方向的夹角分别为和,它们产生的感应电动势同向相加,整个线圈中的感应电动势为:
,
因为,代入上式得
。
令(若线圈有N匝,所围面积为,则,跟线圈形状无关),则有
,
为电动势在时刻的瞬时值,为电动势的最大值。
要点诠释:
(1)电动势按正弦规律变化,仅限于线框自中性面开始计时的情形;若线圈从磁感线与线圈平面平行的位置开始计时,表达式变为:
。
(2)在轴和磁场垂直的前提下,交变电流的表达式与轴的位置无关。
(3)若线圈给外电阻供电,设线圈本身电阻为,由闭合电路欧姆定律得:
,