Một máy phát điện xoay chiều mini được gắn với một tua-bin gió trên ghi đông xe đạp. Phần ứng của máy phát là một khung dây dẫn kín, phẳng gồm 200 vòng, diện tích mỗi vòng là 25cm^2

Suất điện động tức thời của máy phát điện xoay chiều:

\(e = {E_0}\cos \theta \) hoặc \(e = {E_0}\sin \theta \) tùy cách chọn gốc pha.

Vì tại \(t = 0\), mặt phẳng khung song song với đường sức từ nên suất điện động có độ lớn cực đại:

\({E_0} = NBS\omega \).

Ta có:

\(N = 200\), \(B = 0,4,T\), \(S = 25,c{m^2} = 2,5 \cdot {10^{ - 3}},{m^2}\).

Tốc độ quay:

\(600\) vòng/phút \( = 10\) vòng/s, nên

\(\omega = 2\pi f = 20\pi ,rad/s\).

Do đó:

\({E_0} = 200 \cdot 0,4 \cdot 2,5 \cdot {10^{ - 3}} \cdot 20\pi = 4\pi \approx 125,6,V\).

Khi khung quay góc ${60}^{°}$:

$e=E_0\cos {60}^{°}$ là không đúng với gốc pha đã chọn ở đây.

Vì lúc đầu đã cực đại nên sau khi quay góc ${60}^{°}$:

$e=E_0\cos {60}^{°}$ nếu lấy góc quay từ vị trí cực đại, hoặc tương đương

$e=E_0\sin {30}^{°}$ nếu đổi cách nhìn. Tuy nhiên với dữ kiện “mặt phẳng khung song song với đường sức từ” tại \(t = 0\), công thức đúng là

\(e = {E_0}\cos (\omega t)\), nên sau góc quay ${60}^{°}$:

$e=E_0\cos {60}^{°}=125,6\cdot 0,5=62,8,V$.

Nhưng cần cẩn thận: góc quay của khung là ${60}^{°}$, cũng chính là góc quay của pháp tuyến khung từ vị trí vuông góc với \(\vec B\) sang vị trí hợp với \(\vec B\) góc ${30}^{°}$. Khi đó từ thông là $\Phi =NBS\cos {30}^{°}$, nên suất điện động có độ lớn

$e=E_0\sin {30}^{°}=62,8,V$ nếu chọn theo biến thiên từ thông từ mốc ban đầu.

Tuy nhiên do đề cho “tại thời điểm ban đầu, mặt phẳng khung song song với các đường sức từ”, tức pháp tuyến vuông góc với \(\vec B\), nên dạng chuẩn là

\(e = NBS\omega \sin \alpha \), với \(\alpha \) là góc giữa pháp tuyến và \(\vec B\).

Sau khi quay ${60}^{°}$, pháp tuyến hợp với \(\vec B\) góc ${30}^{°}$, nên

$e=E_0\sin {30}^{°}=62,8,V$.

Vậy làm tròn đến hàng đơn vị: \(63,V\).