次に、 交流を発生させるための装置 について解説します。

交流は、下の図のように、N極とS極との間に置かれたコイルを回転させることで発生させます。

コイルの面積をS、N極からS極に向かう方向にはたらく磁束密度の大きさをBとし、コイルは角速度ωで時計回りに回転するとします。

はじめコイルを貫く磁束Φは、
Φ＝BS
ですが、コイルが回転することにより、磁束密度はコイルの面積に垂直な成分B_⊥を取り出して考えなければなりません。したがって、
Φ＝B_⊥S
となり、B_⊥が変化していきます。 磁束Φの変化 に伴い、コイルに 誘導起電力 が生じるのです。

1回巻のコイルに生じる誘導起電力の大きさは、ファラデーの電磁誘導の法則より、
V=−ΔΦ/Δt
であり、 磁束Φの変化 に伴って、 起電力Vも変化 するということですね。

交流電圧は、起電力0から始まり、最大値をV₀として、 sin曲線 を描きます。 周期 は角速度ωを用いて T=2π/ω と表されます。交流電圧を表す式については、次の練習問題で求めていきましょう。