Elektrisko strāvu ražo ģeneratori, kuros mehāniskā enerģija pārvēršas elektriskajā enerģijā. Ģeneratora darbības pamatā ir elektromagnētiskās indukcijas parādība. Lai saprastu ģeneratora darbības principu, aplūkosim rāmīti, kas vienmērīgi rotē homogēnā magnētiskajā laukā:
Magnētiskais lauks rada magnētisko plūsmu caur kontūra ietverto laukumu.
Magnētisko plūsmu var aprēķināt pēc formulas , kur
\(B\) – magnētiskā lauka indukcija, \(T\)
\(S\) – kontūra ietvertais laukums,
– leņķis starp kontūrā ietvertā laukuma normāli un magnētiskā lauka indukcijas vektoru .
Ja rāmītis griežas ar leņķisko ātrumu , tad leņķi var noskaidrot pēc formulas , kur — sākuma fāze (sk. zīm.).
Mainoties leņķim , mainās arī magnētiskā plūsma .
Magnētiskās plūsmas izmaiņas ātrumu raksturo ar elektrodzinējspēku (EDS), kuru (kontūrā ar vienu vijumu) var aprēķināt pēc formulas:
, kur
– indukcijas elektrodzinējspēks, \(V\)
\(ΔΦ\) – magnētiskās plūsmas izmaiņa, \(Wb\)
\(Δt\) – magnētiskās plūsmas maiņas laiks, \(s\)
Tātad , kur — vienam vijumam.
Ja vijumu skaits ir \(N\), tad , jo vijumi veido virknes slēgumu, un kopējais EDS ir vienāds ar katrā vijumā radīto EDS summu .
Pieņemsim, ka ģenerators ir ideāls (tinumu iekšējā pretestība ir \(0\)), tad ģeneratora radītais spriegums ir vienāds ar EDS.
Tātad , kur .
Secinājumi:
1. Ģeneratora radītais spriegums mainās pēc harmoniskā likuma .
2. EDS un sprieguma cikliskā frekvence ir vienāda ar rāmīša leņķisko ātrumu .
3. Rāmītis griežas ar frekvenci , un spriegums uz ģeneratora spailēm mainās ar tādu pašu frekvenci .
Piemēram, ja rāmītis griežas ar frekvenci , tad spriegums mainās ar frekvenci .