传感器应用的一个基本思想是“转换”的思想,即利用传感器把难以直接测量的力学量转换为容易测量的电学量。这种转换既使测量比较方便,而且能输入给电子计算机对电学量所载的信息进行计算和处理。如图所示为一测速计原理图,其基本原理即是把测量速度这一力学量转换成电流量进行测量。滑动触头P与某运动物体相连,当P匀速滑动时,电流表有一定的电流通过,从电流表示数可得运动物体速度。已知电源电动势E=4V内阻r=10Ω,AB为粗细均匀的电阻丝,其阻值为R=30Ω、长度L=30cm,电容器的电容C=50μF。今测得电流表示数为0。05mA,方向由b流向a。试求运动物体的速度大小和运动的方向。
一矩形线圈电阻为10 Ω,在匀强磁场中绕垂直磁场的中心轴匀速转动,转速为50 r/s,感应电动势的峰值为20π V,从线圈经过中性面开始计时,求:
(1)线圈中感应电动势的表达式;
(2)经多长时间,线圈中电动势第一次达到10π V;
(3)画出感应电流随时间变化的图线.
有一交流发电机,用示波器观察到它产生的感应电动势波形如图所示,求:
(1)t1="1/200" s,t2="1/100" s时电动势的瞬时值;
(2)已知线圈的面积为16 cm2,共25匝,求匀强磁场的磁感应强度.
一个在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动的矩形线圈,当线圈转至中性面时开始计时.t1="1/60" s时,线圈中的感应电动势为50 V,当t2="1/30" s时,线圈中的感应电动势为V.求:
(1)感应电动势的最大值;
(2)线圈转动的角速度;
(3)线圈中感应电动势的瞬时值表达式.
曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机,图17-1-20为其结构示意图.图中N、S是一对固定的磁极,abcd为固定在转轴上的矩形线框,转轴过bc边中点,与ab边平行,它的一端有一半径R0=1.0 cm的摩擦小轮,小轮与自行车车轮的边缘相接触.当车轮转动时,因摩擦而带动小轮转动,从而使线框在磁极间转动.设线框由N=800匝导线圈组成,每匝线圈的面积S=20 cm2,磁极间的磁场可视作匀强磁场,磁感应强度B=0.010 T,自行车车轮的半径R1=35 cm,小齿轮的半径R2=4.0 cm,大齿轮的半径R3=10.0cm(见图17-1-21).现从静止开始使大齿轮加速转动,问大齿轮的角速度为多大才能使发电机输出电压的有效值U=3.2 V?(假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动)
图17-1-20 图17-1-21
一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311 V,线圈在磁场中转动的角速度是100π rad/S.
(1)写出感应电动势的瞬时值表达式.
(2)若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路,电路中的总电阻为100Ω,试写出通过负载的电流的瞬时表达式.在时电流的瞬时值为多少?