Alternatif akım tanımı nedir? Alternatif elektrik akımı. alternatif akım alma

Alternatif akım, gücü ve yönü zaman içinde periyodik olarak değişen bir akımdır. Teknik, sinüzoidal olarak değişen alternatif bir akım kullanır. Fiş alternatif akım elektromanyetik indüksiyon olgusuna dayanmaktadır.

Şek. 161, sinüzoidal bir alternatif akımın üretimini şematik olarak göstermektedir. Diyagramın solunda A gösterilen: mıknatıs kutupları (kuzey N ve güney S), daireler manyetik alanda iletkenin farklı konumlarını gösterir; bu durumda artı işareti (+), bu konumda akımın bizden çizim düzleminin ötesine aktığını, nokta (.) ise akımın çizim düzleminden bize doğru aktığını gösterir.

Şek. 161, B Mıknatısların kutupları arasında bir tam dönüş için kapalı bir iletkenin dış devresindeki akımın gücündeki ve yönündeki değişimi gösterir. Zaman, grafiğin yatay ekseni boyunca çizilir ve zaman, grafiğin yatay ekseni boyunca çizilir. dikey eksen- şimdiki değerler. İletkenin manyetik alan çizgilerini geçtiği açıya bağlı olarak, sinüsoid olan grafiğin eğrisinden bir tam dönüşte aşağıdaki gibi, akım değeri sıfırdan maksimuma ve işarette - artıdan eksiye değişir.

Alternatif akım üretmek için kullanılan makineye alternatör denir ve prensibi aşağıdan anlaşılmaktadır.

Bobin şeklinde bir iletken yaparsanız kutupların arasına yerleştirin (Şek. 161, v) ve saat yönünde döndürün, sonra içinde e indüklenecektir. e., bizden kuzey kutbunun altında döndüğünde ve güney kutbunun altında - bize doğru döndüğünde yönlendirilir. Bobinin kenarları dönüşümlü olarak kuzey kutbunun altında, ardından güney kutbunun altında hareket ettiğinden ve manyetik kuvvet çizgilerini farklı açılarda kestiğinden, o zaman e. örneğin bir bobinde indüklenen, değer ve yön olarak değişecektir. Bobinin uçlarını birbirinden ve milden izole edilmiş iki kontak halkasına bağlayarak ve halkaların üzerine dış devreye bağlı sabit fırçalar yerleştirerek bir e değişkeni elde edeceğiz. d.s. ve harici devrede bir alternatif akım akacaktır.

Alternatif akım, aşağıdaki niceliklerle karakterize edilir: periyot, frekans, genlik.

Dönem altında, değer ve yönde tam bir akım değişiklikleri döngüsünün olduğu süreyi anlayın. Sonraki her cari dönem, bir öncekinin tekrarıdır. Dönem harfle belirtilir T(bkz. şekil 161, B) ve bazen zamanla değil, derecelerle ifade edilir.

Frekans, zaman içindeki akım değişikliklerinin döngü sayısıdır (1 saniyelik periyotlar). Frekans - dönemin tersi, "f harfi ile gösterilir, yani f \u003d 1 / T. Frekans birimi olarak Hertz (Hz) alınır. SSCB'de alternatif akım frekansı 50 Hz'dir.

Genlik, akımın periyot boyunca ulaştığı anlık değerlerinin en büyüğüdür. Şekil l'den aşağıdaki gibi 161, B, bir periyotta alternatif akım genlik değerine iki kez ulaşır.

Doğru akım yasaları, yalnızca bu devrelerin akkor lambaların, reostaların kullanımına bağlı aktif dirençlerden oluştuğu durumlarda alternatif akım devrelerine uygulanabilir. Ancak çoğu durumda, AC devresi hariç aktif direnç, kendinden endüksiyon bobinleri, motor sargıları, kapasitörler ve sözde tanıtan diğer cihazları içerir " reaktans"alternatif akım" devresindeki akımı etkileyen, bunun sonucunda doğru akım devresine uygulandığı formdaki Ohm yasası alternatif akım devresi için geçersizdir.

Dallanmamış bir AC devresinde etkili akımı bulmak için, içinde bulunan tüm dirençleri dikkate alarak devrenin empedansını hesaplamanız gerekir. Genel durumda, eğer aktif bir R, endüktif XL ve kapasitans X ler AC devresinin empedansı formülle belirlenir

Daha sonra seri bağlı dirençler ile alternatif akımın değerinde akımın efektif değeri Sağ, XL Ve X ler bilinen bir voltajda sen formül tarafından belirlenir

ben = U/Z.

Bu formül, bir DC devresi için Ohm yasası ile aynı anlama sahiptir. Alternatif akım devresine bir ampermetre eklerseniz, değeri gösterecektir; 1,4 kat daha küçük genlik akımı. Bu akım değerine, alternatif akımın etkin veya etkin değeri denir. Sinüzoidal AC için etkili değerler Gerilim sen Ve elektrik hareket gücü E ayrıca genlik değerlerinden 1,4 kat daha az olacaktır. ölçüm aletleri, alternatif akım devresine dahil, ölçülen büyüklüklerin etkin değerlerini gösterir.

Bazı durumlarda, deneylerin ve hesaplamaların gösterdiği gibi, genlik değerinin 0.637 ile çarpımına eşit olan alternatif akımın etkili değil, ortalama değerini bilmek gerekir.

Kutuplar arasında, üzerinde bir değil üç sargının bulunduğu, her biri diğerlerine göre 120 e'lik bir açıyla kaydırılan bir silindir döndürülürse, o zaman e. d.s. genlik değerine aynı anda ulaşmaz, ancak Şekil 1'de gösterildiği gibi periyodun 1/3'ü (120 °) kadar fazlarda farklılık gösterir. 162.

Şek. Soldaki 162, kutupları olan bir mıknatısın ve sargılar 1 ile aralarında dönen bir silindirin şematik bir gösterimidir, 2 Ve 3, birbirine göre 120 ° kaydırıldı ve sağda e'deki değişimin sinüzoidlerinin bir grafiği var. d.s. Bu sargılardaki akım. Grafikten aşağıdaki gibi, sinüzoidler, faz açısı olarak adlandırılan belirli bir φ açısı (Şekil 162) ile birbirlerine göre kaydırılır. Dönüş sırasında, her sargı (bobin) bağımsız bir tek fazlı alternatif akım kaynağıdır.

Üç fazlı bir akım, periyodun 1/3'ü (120 ") kadar kaydırılan, aynı frekansta üç alternatif akım kümesidir. üç fazlı akım geliştirmek üç fazlı jeneratörler sargılarının bağlantısı bir yıldız veya bir üçgen tarafından yapılan alternatif akım (Şek. 163).

Bir yıldızla bağlandığında (Şek. 163, A) tüm faz sargılarının ilk uçları dış devreye gider, sargıların ikinci uçları birbirine bağlanır. Tüketici, herhangi bir lineer kablo çifti arasına veya herhangi bir lineer kablo ile sıfır arasına bağlanabilir. Bir üçgenle bağlandığında (Şek. 163, B) birinci faz sargısının sonu, ikincinin başlangıcına, ikincinin sonu - üçüncünün başlangıcına, üçüncünün sonu - birincinin başlangıcına bağlanır.

Fazın başı ile sonu arasındaki gerilime faz gerilimi denir ve gösterilir. Yukarı Fazların veya tellerin uçları arasındaki gerilime doğrusal gerilim denir ve Ul- Buna göre akım gücü faz olarak adlandırılır. Eğer veya lineer ben l -

Jeneratörün veya alıcının fazlarını bir yıldızla bağlarken hat akımı faza eşit ve hat voltajı Faz voltajının 1,73 katı. Üçgen şeklinde bağlandığında hat gerilimi faz gerilimine eşittir ve hat akımı faz akımının 1,73 katıdır.

Kontrol soruları:

1. Hangi cisimlere mıknatıs denir ve manyetik özellikleri nelerdir?

2. Akım taşıyan bir iletkenin etrafında oluşan manyetik alanın ve kuvvet çizgilerinin yönünü nasıl belirleyebilirsiniz?

3. Manyetik indüksiyon, manyetik akı ve manyetik devre nedir?

4. Cihazın özü ve bir elektromıknatısın eylemi nedir?

5. Aralarındaki etkileşim nasıl? manyetik alan ve akımlı bir iletken?

6. Elektromanyetik indüksiyon, kendi kendine indüksiyon ve karşılıklı indüksiyondan ne anlıyorsunuz?

7. Alternatif akımdan ne anlıyorsunuz ve üretim prensibi nedir?

8. Değişkenin değerleri nelerdir? sinüzoidal akım?

9. Hangi akıma üç faz denir ve üretim prensibi nedir?

Bir iletkendeki elektronların hareketi

Akımın ne olduğunu ve nereden geldiğini anlamak için atomların yapısı ve davranış yasaları hakkında biraz bilgi sahibi olmanız gerekir. Atomlar nötronlardan (nötr yük), protonlardan (pozitif yük) ve elektronlardan (negatif yük) oluşur.

Elektrik akımı, iyonların yanı sıra protonların ve elektronların yönlendirilmiş hareketinin bir sonucu olarak ortaya çıkar. Bu parçacıkların hareketini nasıl yönlendirebilirsiniz? Herhangi bir kimyasal işlem sırasında, elektronlar "kırılır" ve bir atomdan diğerine geçer.

Elektronun koptuğu atomlar pozitif yüklü (anyonlar), birleştiği atomlar ise negatif yüklü hale gelir ve katyonlar olarak adlandırılır. Elektronların bu "taşmalarının" bir sonucu olarak, elektrik.

Doğal olarak bu süreç sonsuza kadar devam edemez, sistemin tüm atomları dengelendiğinde elektrik akımı kaybolacak ve nötr bir yüke sahip olacaktır (mükemmel ev örneği- kimyasal reaksiyonun sona ermesinin bir sonucu olarak "oturan" sıradan bir pil).

çalışma tarihi

Antik Yunanlılar ilginç bir fenomeni ilk fark edenlerdi: kehribar bir taşı yünlü bir kumaşa sürerseniz, çekmeye başlar. küçük eşyalar. Sonraki adımlar, bu fenomeni gösteren birkaç ilginç cihaz inşa eden bilim adamları ve Rönesans mucitleri tarafından atıldı.

Elektrik araştırmalarında yeni bir aşama, Amerikalı Benjamin Franklin'in çalışmaları, özellikle de dünyanın ilk elektrik kondansatörü olan Leiden kavanozu ile yaptığı deneyler oldu.

Pozitif ve negatif yük kavramlarını tanıtan Franklin'di ve aynı zamanda paratoneri de icat etti. Ve son olarak, elektrik akımı çalışması oldu kesin bilim Coulomb yasasının açıklamasından sonra.

Elektrik akımındaki temel yasalar ve kuvvetler

Ohm yasası - formülü kuvvet, voltaj ve direnç ilişkisini tanımlar. 19. yüzyılda Alman bilim adamı Georg Simon Ohm tarafından keşfedilmiştir. Elektriksel direnç birimine onun adı verilmiştir. Buluşları doğrudan pratik kullanım için çok faydalıydı.

Joule-Lenz yasası, herhangi bir alanda elektrik devresi iş yapılıyor. Bu çalışma sonucunda iletken ısınır. Böyle bir termal etki genellikle mühendislik ve teknolojide pratikte kullanılır ( harika örnek- akkor lamba).

Yüklerin hareketi bu durumda iş yapılır

Bu model adını aldı çünkü aynı anda 2 bilim adamı, yaklaşık olarak aynı anda ve bağımsız olarak, deneylerin yardımıyla onu çıkardı.
.

19. yüzyılın başında, İngiliz bilim adamı Faraday, kapalı bir döngü ile sınırlandırılmış yüzeye nüfuz eden indüksiyon hatlarının sayısını değiştirerek bir indüksiyon akımı oluşturabileceğini tahmin etti. Serbest parçacıklara etki eden dış kuvvetler denir elektrik hareket gücü(emf indüksiyonu).

Çeşitleri, özellikleri ve ölçü birimleri

Elektrik akımı olabilir değişkenler, veya kalıcı.

Sabit elektrik akımı, zamanla yönünü ve işaretini değiştirmeyen ancak büyüklüğünü değiştirebilen bir akımdır. Bir kaynak olarak sabit elektrik akımı çoğunlukla galvanik hücreler kullanır.

Değişken, kosinüs yasasına göre yön ve işaret değiştiren değişkendir. Özelliği frekanstır. SI sistemindeki ölçü birimleri Hertz'dir (Hz).

Son yıllarda çok yaygınlaştı. Bu, 3 devre içeren bir alternatif akım türüdür. Bu devrelerde, aynı frekanstaki değişken EMF'ler çalışır, ancak periyodun üçte biri kadar diğerine göre birinci fazda dağıtılır. Her bir ayrı devreye faz denir.

Neredeyse hepsi modern jeneratörlerüç fazlı elektrik üretir.

• Güç ve akım miktarı

Akımın gücü, elektrik devresinde birim zamanda akan yük miktarına bağlıdır. Akım gücü, iletkenin enine kesitinden geçen elektrik yükünün geçiş zamanına oranıdır.

SI sisteminde, şarjın gücü için ölçü birimi pandantif (C), zaman ise saniyedir (s). Sonuç olarak C/s elde ederiz, bu birime Amper (A) denir. Elektrik akımının gücü bir alet - bir ampermetre kullanılarak ölçülür.

• Gerilim

Gerilim, işin yük miktarına oranıdır. İş joule (J) cinsinden, yük ise coulomb cinsinden ölçülür. Bu birime Volt (V) denir.

• Elektrik direnci

Çeşitli iletkenlerdeki ampermetre okumaları Farklı anlamlar. Ve elektrik devresinin gücünü ölçmek için 3 cihazın kullanılması gerekecekti. Bu fenomen, her iletkenin farklı bir iletkenliğe sahip olmasıyla açıklanmaktadır. Ölçü birimine Ohm denir ve Latin harfi R ile gösterilir. Direnç ayrıca iletkenin uzunluğuna da bağlıdır.

• elektriksel kapasitans

Birbirinden yalıtılmış iki iletken birikebilir. elektrik ücretleri. Bu fenomen ile karakterize edilir denilen miktar elektrik kapasitesi. Ölçü birimi faraddır (F).

• Elektrik akımının gücü ve işi

Elektrik akımının devrenin belirli bir bölümünde yaptığı iş, gerilimin kuvvet ve zamanla çarpımına eşittir. Voltaj volt, güç amper ve zaman saniye cinsinden ölçülür. İşin ölçü birimi joule'dür (J).

Bir elektrik akımının gücü, işin tamamlanma süresine oranıdır. Güç, P harfi ile gösterilir ve watt (W) cinsinden ölçülür. Gücün formülü çok basit: Geçerli çarpı gerilim.

Watt-saat denilen bir birim de vardır. Watt ile karıştırılmamalıdır, ikisi farklıdır. fiziksel özellikler. Watt, gücü (enerjinin tüketim veya aktarım hızı) ölçer ve watt-saat, belirli bir zamanda üretilen enerjiyi ifade eder. Bu ölçüm genellikle elektrikli ev aletlerine uygulanır.

Örneğin, gücü 100 W olan bir lamba bir saat çalıştı, sonra 100 W * h tüketti ve gücü 40 watt olan bir ampul, aynı miktarda elektriği 2,5 saatte tüketecektir.

Bir elektrik devresinin gücünü ölçmek için bir wattmetre kullanılır.

Hangi tür akım daha verimlidir ve aralarındaki fark nedir?

Sabit elektrik akımı durumunda kullanımı kolaydır paralel bağlantı Jeneratörler, alternasyon için jeneratör ve güç sisteminin senkronizasyonu gereklidir.

Tarihte "Akıntıların Savaşı" adı verilen bir olay yaşanmıştır. Bu "savaş" iki parlak mucit - Thomas Edison ve Nikola Tesla arasında gerçekleşti. İlki desteklenen ve aktif olarak desteklenen doğru akım ve ikinci değişken. "Savaş", New York'un nihayet AC'ye geçtiği 2007'de Tesla'nın zaferiyle sona erdi.

Bir mesafe boyunca enerji transferinin verimliliğindeki farkın, alternatif akım lehine çok büyük olduğu ortaya çıktı. İstasyon tüketiciden uzaktaysa sabit elektrik akımı kullanılamaz.

Ancak sabit yine de bir kapsam buldu: elektrik mühendisliğinde, galvanizlemede ve bazı kaynak türlerinde yaygın olarak kullanılıyor. Ayrıca şehir içi ulaşım alanında (troleybüs, tramvay, metro) doğru akım çok yaygınlaştı.

Doğal olarak kötü veya iyi akım yoktur, her türün kendine göre avantaj ve dezavantajları vardır, en önemli şey bunları doğru kullanmaktır.

Elektrik- yüklü parçacıkların bir iletken boyunca belirli bir yönde hareketi. Daha doğrusu birim zamanda iletkenden kaç tane yüklü parçacığın geçtiğini gösteren bir değerdir. Bir saniyede bir kolyenin yüklü parçacıkları iletkenin enine kesitinden geçerse, bu iletkenden bir amperlik bir akım akar (uluslararası SI sistemine göre akım gücünün belirlenmesi). Elektrik akımının büyüklüğüne (amper sayısı) akım gücü denir. Zamanla büyüklük değişimine bağlı olarak, akım sabit ve değişkendir.

DC zamanla yönünü değiştirmeyen elektrik akımıdır. Alternatif akım- zamanla, belirli bir modelde hem büyüklüğünü hem de yönünü değiştirir. Üstelik bu değişiklikler belirli aralıklarla tekrarlanır - yani periyodiktir.

Elektrik tesisatlarında alternatif ve doğru akım

üç faz için elektrik şebekesi tipik alternatif akım. İletkenler boyunca alternatif akımın akışı, hem büyüklük hem de yön olarak değerini değiştiren bir değişken elektromotor kuvveti (EMF) kaynağının varlığından kaynaklanır. Bu durumda EMF'nin büyüklüğündeki ve yönündeki değişim sinüs yasasına göre gerçekleştirilir, yani alternatif akımın zaman içindeki değişiminin grafiği bir sinüzoidaldir. Sinüzoidal EMF'nin kaynağı bir alternatördür.

Elektrik tesisatlarının hemen hemen tüm elektrikli ekipmanları ve endüstriyel Girişimcilik AC tarafından desteklenmektedir, çünkü bu en uygun olanıdır ve birçok avantajı vardır. Ancak DC gücüyle (veya bazı parçalarıyla) çalışan bazı ekipmanlar da vardır: senkron motor, elektromanyetik, DC motor ve diğerleri. Alternatif akımı dönüştürmek için DC(yukarıdaki elektrikli ekipmana güç sağlamak için gerekli) doğrultucular kullanın.

Ayrıca, yüksek gerilim hatları üzerinden yüksek güç iletmek için doğru akım kullanılır. elektrik enerjisi. Bu durumda, elektrik enerjisini uzun mesafelerde iletirken, elektrik kayıpları, alternatif akımda aynı iletimden çok daha azdır.

Alternatif akım, büyüklüğü ve yönü düzenli T aralıklarla periyodik olarak tekrarlanan bir akımdır.

Elektrik enerjisinin üretimi, iletimi ve dağıtımı alanında, alternatif akımın doğru akıma göre iki ana avantajı vardır:

1) voltajı basit ve ekonomik bir şekilde artırma ve azaltma yeteneği (transformatörlerin yardımıyla), bu, uzun mesafelerde güç iletimi için çok önemlidir.

2) elektrikli motorlu cihazların daha fazla basitliği ve sonuç olarak daha düşük maliyetleri.

Herhangi bir t anında bir değişkenin (akım, gerilim, EMF) değerine denir. anlık değer ve belirtilen küçük harf(akım i, voltaj u, EMF - e).

Periyodik olarak değişen akımların, gerilimlerin veya EMF'nin anlık değerlerinin en büyüğüne denir. maksimum veya genlik değerler ve "m" (I m, U m) indeksi ile büyük harflerle gösterilir.

Bir değişkenin (akım, gerilim, EMF) anlık değerlerinin aynı sırayla tekrar ettiği en küçük süreye denir. dönem T ve dönem boyunca meydana gelen değişikliklerin toplamı - döngü.

Periyodun tersi frekans olarak adlandırılır ve f harfi ile gösterilir.

Onlar. frekans, 1 saniyedeki döngü sayısıdır.

Frekans birimi 1/sn'dir. hertz (Hz). Daha büyük frekans birimleri kilohertz (kHz) ve megahertzdir (MHz).

Alternatif sinüzoidal akımın elde edilmesi.

Teknolojideki alternatif akımlar ve gerilimler, en basit periyodik yasa olan sinüzoidal ile elde edilme eğilimindedir. Sinüsoid, kendisine benzer bir türevi olan tek periyodik fonksiyon olduğundan, bunun sonucunda elektrik devresinin tüm bağlantılarında voltaj ve akım eğrilerinin şekli aynıdır, bu da hesaplamaları büyük ölçüde basitleştirir.

Endüstriyel frekans akımlarını elde etmek için alternatörler elektromanyetik indüksiyon yasasına dayanan, buna göre kapalı bir devre manyetik alanda hareket ettiğinde içinde bir akım ortaya çıkar.

En basit alternatörün şeması

3 - 15 kV gerilimler için tasarlanmış yüksek güçlü alternatörler, makinenin statorunda sabit bir sargı ve dönen bir elektromıknatıs-rotor ile yapılır. Bu tasarımla, sabit bir sargının tellerini güvenilir bir şekilde yalıtmak ve akımı harici bir devreye yönlendirmek daha kolaydır.

İki kutuplu bir jeneratörün rotorunun bir dönüşü, sargısında indüklenen değişken EMF'nin bir periyoduna karşılık gelir.

Rotor dakikada n devir yaparsa, indüklenen emf'nin frekansı

.

Çünkü jeneratörün açısal hızı ise

, o zaman onunla EMF tarafından indüklenen frekans arasında bir ilişki vardır.

.

Faz. Faz değişimi.

Jeneratörün ankrajda uzayda kaydırılmış iki özdeş bobine sahip olduğunu varsayalım. Armatür döndüğünde, bobinlerde aynı frekansta ve aynı genlikte EMF'ler indüklenir, çünkü bobinler aynı manyetik alanda aynı hızda döner. Ancak bobinlerin uzayda kayması nedeniyle, EMF'ler eş zamanlı olmayan bir şekilde genlik işaretlerine ulaşır.

Zaman referansının başladığı anda (t=0) bobin 1, nötr düzleme göre bir açıda bulunur.

ve bobin 2 açılı

. Bu, ilk dönüşte indüklenen EMF'dir:,

ve ikincisinde:

Zamanlama anında:

elektriksel açılar Ve EMF'nin ilk andaki değerlerinin belirlenmesine denir ilk aşamalar

Aynı frekanstaki iki sinüzoidal miktarın başlangıç ​​fazları arasındaki farka denir. faz açısı .

Sıfır değerlerinin (bundan sonra pozitif değerler aldığı) veya pozitif genlik değerlerine diğerinden daha önce ulaşıldığı değer dikkate alınır. fazda lider ve daha sonra aynı değerlere ulaşılan - fazda gecikme.

İki sinüzoidal miktar aynı anda genliklerine ve sıfır değerlerine ulaşırsa, o zaman miktarların fazda . Sinüzoidal büyüklüklerin faz kaydırma açısı 180 0 ise

, sonra değiştirecekleri söylenir antifaz.

>> Alternatif elektrik akımı

§ 31 ALTERNATİF ELEKTRİK AKIMI

Devredeki serbest elektromanyetik salınımlar hızla bozulur ve bu nedenle pratik olarak kullanılmazlar. Aksine, sönümsüz zorunlu salınımlar büyük pratik öneme sahiptir.

Alternatif akım bir apartmanın aydınlatma ağında, fabrikalarda ve fabrikalarda vb. kullanılan, zorunlu elektromanyetik salınımlardan başka bir şey değildir. Akım gücü ve gerilim, harmonik yasasına göre zamanla değişir.

Voltaj dalgalanmalarının bir osiloskop ile tespit edilmesi kolaydır. Osiloskobun dikey olarak sapan plakalarına voltaj uygulanırsa, ekrandaki zaman tabanı bir sinüzoidal olacaktır (Şekil 4.8). Işının ekran boyunca yatay yöndeki hızını bilerek (testere dişi voltajının frekansı ile belirlenir), salınım frekansını hesaplayabiliriz. Alternatif akımın frekansı, 1 s'deki salınımların sayısıdır.

Standart endüstriyel AC frekansı 50 Hz'dir. Bu, 1 s boyunca akımın bir yönde 50 kez ve ters yönde 50 kez gittiği anlamına gelir. Dünyanın birçok ülkesinde endüstriyel akım için 50 Hz frekansı kabul edilmektedir. ABD'de frekans 60 Hz'dir.

Devre uçlarındaki gerilim harmonik yasasına göre değişiyorsa gerilim Elektrik alanı iletkenlerin içi de harmonik olarak değişecektir. Alan şiddetindeki bu harmonik değişiklikler, yüklü parçacıkların düzenli hareket hızında harmonik salınımlara ve sonuç olarak akımın gücünde harmonik salınımlara neden olur.

Ancak devrenin uçlarındaki voltaj değiştiğinde Elektrik alanı zincir boyunca anında değişmez. Alandaki değişiklikler, çok yüksek bir hızda da olsa yayılır, ancak sonsuz derecede yüksek bir hızda değildir.

Ancak devredeki alan değişikliklerinin yayılma süresi, gerilim salınımlarının süresinden çok daha az ise, devrenin uçlarındaki gerilim değiştiğinde tüm devredeki elektrik alanın hemen değiştiğini varsayabiliriz. Bu durumda, belirli bir zamandaki akım gücü, dallanmamış bir devrenin tüm bölümlerinde pratik olarak aynı değere sahip olacaktır.

Aydınlatma şebeke prizinin prizlerinde bulunan alternatif gerilim santrallerde jeneratörler tarafından oluşturulur. Sabit bir düzgün manyetik alanda dönen bir tel çerçeve şu şekilde düşünülebilir: en basit model alternatör. S alanına sahip bir tel çerçeveye giren F manyetik indüksiyon akısı, çerçevenin normali ile manyetik indüksiyon vektörü arasındaki a açısının kosinüsüyle orantılıdır (Şekil 4.9):

Çerçevenin düzgün dönüşü ile a açısı zamanla doğru orantılı olarak artar:

çerçevenin açısal dönüş hızı nerede. Manyetik indüksiyon akısı, harmonik yasasına göre değişir:

Burada miktar, döngüsel bir frekansın rolünü oynar.

Elektromanyetik indüksiyon yasasına göre, çerçevedeki indüksiyonun EMF'si, "-" işaretiyle alınan manyetik indüksiyon akısının değişim hızına eşittir, yani manyetik indüksiyon akısının zaman türevi:

Çerçeveye bir salınım devresi bağlıysa, çerçevenin açısal hızı, EMF değerlerinin salınım frekansını, devrenin farklı bölümlerindeki voltajı ve akım gücünü belirleyecektir.

Gelecekte, sinüs veya kosinüs yasasına göre döngüsel frekans o ile değişen bir voltajın etkisi altındaki devrelerde meydana gelen zorunlu elektriksel salınımları inceleyeceğiz:

u = U m sin t
veya

u = U m cos t, (4.14)

U m, voltajın genliği, yani voltajın maksimum modulo değeridir.

Gerilim döngüsel bir frekansla değişirse, devredeki akım da aynı frekansla değişir. Ancak akım dalgalanmaları, voltaj dalgalanmaları ile aynı fazda olmak zorunda değildir. Bu nedenle, genel durumda, herhangi bir andaki akım gücü i (akım gücünün anlık değeri) formülle belirlenir.