Перейти к содержимому инструмента
Мои инструменты

Электричество и магнетизм · AP Physics C

Симулятор генератора переменного тока и контактных колец

Симулятор генератора синусоидального переменного тока и колец скольжения

  • В браузере
  • Без регистрации
  • Вывод формул
  • Режим проектора
  • Печатный лист A4
Локальный расчёт · Приватно
Интерактивная научная лаборатория Клиентские физические и математические вычисления в браузере без сбора персональных данных.
Окно 3D симуляции● 60 FPS
Пресеты и типичные ловушки:

Параметры эксперимента

RPM
T
m²
оборотов
°

Расчёты и показатели в реальном времени

Амплитуда ЭДС Em
--
Действующее напряжение
--
Частота тока f
--
Период волны T
--
Мгновенная ЭДС e = Em·sinθ
--
Вывод формул в реальном времени
Основная формула: --
Подстановка значений: --
Физическое состояние: --

Разбор типовых задач и анализ экзаменационных ошибок

Worked Problem

Условие задачи: China grid voltage is 220V 50Hz. Write the instantaneous voltage formula. Find period and direction reversals per second.
Пошаговый вывод формул:
  1. Peak Um = 220*sqrt(2) = 311V. ω = 100π. Formula: u = 311*sin(100πt) V. Period T = 0.02s. Reverses twice per cycle = 100 times/second.

Worked Problem

Условие задачи: When a coil rotates parallel to magnetic field lines, what are magnetic flux and induced EMF?
Пошаговый вывод формул:
  1. Parallel to field: magnetic flux through loop Φ = 0. However, conductor cuts field at 90° max speed, so induced EMF is at peak maximum (Em = NBSω).

Рабочий лист для урока и домашние задания

Q1. Variant 1: When must RMS, peak, or average AC values be used in calculations?
Q2. Variant 2: How is the RMS effective value of AC defined via thermal Joule equivalence?
Q3. Variant 3: How do AC alternator dual full slip rings differ fundamentally from DC split-ring commutators?

Часто задаваемые вопросы и типичные заблуждения

Is household 220V AC or DC? What happens if measured with a DC voltmeter scale?
AC (220V RMS, 311V peak). A DC voltmeter reads average net zero over 50Hz cycles while vibrating violently, risking meter mechanical damage.
Why did standard electric grids converge on 50Hz/60Hz rather than much higher or lower frequencies?
Frequencies below 50Hz cause perceptible lamp flicker. Frequencies above 60Hz dramatically increase reactive line inductive losses and radiation.
Do large power plant turbo-generators rotate the coils or the magnets?
They rotate the magnetic field (rotor) with stationary armature coils (stator) to avoid taking thousands of amperes through sliding slip rings.
What is 3-phase AC power? What is the phase offset between the three live lines?
Three identical stator coils spaced 120° apart in space generate 3 AC voltages with identical amplitude and frequency offset by 120° (2π/3).