Прикладом вимушених електромагнітних коливань є звичайний змінний струм, який широко застосовується для освітлення, приведення в рух верстатів, механізмів і машин. Якщо електричне коло під'єднати до джерела змінної ЕРС, на електрони в провіднику діятиме змінна сила, під дією якої вони почнуть переміщатися. При цьому рух електронів точно повторює характер змін ЕРС.

В освітлювальній мережі та на виробництві використовують синусоїдальний струм частотою 50 герц. Він утворюється генераторами на електростанціях.

Простішою моделлю генератора є рамка зі струмом у постійному магнітному полі. ЕРС індукції є функцією синуса, що визначає гармонічний характер коливань струму в колі. Амплітуда ЕРС індукції дорівнює добутку модуля вектора магнітної індукції, площі контуру та циклічної частоти.

Змінний струм — це по суті вимушені коливання електричних зарядів у провіднику під дією прикладеної змінної ЕРС.

Змінний струм за характером змін сили струму може бути найрізноманітнішим. Найбільш важливими є струми, сила яких змінюється за гармонічним законом, тобто за законом синуса чи косинуса. Саме такі змінні струми виробляють генератори на електростанціях, з такими струмами в багатьох випадках доводиться мати справу в радіотехніці. Тому надалі вивчатимемо лише такі змінні струми.

Для одержання в колі змінного струму, сила якого змінюється синусоїдально, необхідно увімкнути в коло джерело ЕРС, яка періодично змінюється синусоїдально.

Розглянемо звичайний спосіб одержання синусоїдальної ЕРС, який використовується в техніці для вироблення змінного електричного струму. Плоский прямокутний контур (рамка) обертається навколо осі ОО'.

Отже, коли в однорідному магнітному полі рівномірно обертається провідний контур, в ньому збуджується електрорушійна сила, яка змінюється за законом синуса. Під час замикання цього контуру на зовнішнє коло, в колі йтиме синусоїдальний змінний струм.

Змінний струм є гармонічним коливанням, тому назви характеристик механічного коливального процесу зберігаються із характеристиками змінного струму.

1. Дайте визначення вимушених електромагнітних коливань.
2. Який струм називається змінним?
3. Чому в рамці, що обертається в магнітному полі, виникає змінна ЕРС?
4. Чи залежить, і якщо залежить, то як, максимальне значення змінної ЕРС від кутової швидкості обертання рамки? площі рамки? кількості витків у рамці? опору рамки?
5. Чому в рамці, якщо її замкнути, виникає струм? Від яких чинників залежить сила цього струму? Що в такому колі є джерелом струму?
6. Опишіть будову найпростішого генератора змінного струму. Чому такі типи генераторів не набули широкого застосування?
7. Опишіть будову й основні особливості сучасних генераторів змінного струму.