Вращающееся магнитное поле
Одним из важных преимуществ трехфазной системы является простота получения вращающегося магнитного поля, т. е. по величине неизменного магнитного поля, которое крутится снутри электронной машины вокруг ее оси. На использовании вращающегося магнитного поля основано устройство самых распространенных электродвигателей, асинхронных движков трехфазного тока, также нередко используемых синхронных движков. Не считая того, средством вращающегося магнитного поля приводятся в действие многие измерительные приборы и аппараты регулирования и управления.
Методом поочередного конфигурации направления постоянного тока в 2-ух катушках, оси которых образуют угол 90°, можно вынудить магнитную стрелку равномерно поворачиваться в пределах 360°. Но переключаемый неизменный ток просто поменять переменным, который сам будет изменять направление. При всем этом нужно, чтоб конфигурации направления тока в 2-ух катушках происходили не сразу. Этому требованию удовлетворяют два переменных тока, сдвинутые по фазе один относительно другого на четверть периода. На рис. 1 показана система из 2-ух схожих катушек, оси которых образуют угол 90°. Для придания большей равномерности магнитному полю любая из катушек разбита на две части.

Рис. 1 Возбуждение магнитного поля 2-мя переменными токами схожей частоты
Потому что токи относительно смещены по фазе на четверть периода, то магнитные индукции в полях, ими возбуждаемых, должны быть также смещены по фазе одна по отношению к другой. Этому условию сдвига по фазе удовлетворяют синусоида и косинусоида.
Если секундное значение индукции в поле первой катушки
В1= Вт cos ?t,
то секундное значение индукции в поле 2-ой катушки должно быть:
В2 = Вт sin ?t,
тут Вm — амплитуда магнитной индукции, однообразная в обеих катушках.
Закладываясь посреди устройства, два переменных магнитных поля образуют результирующее магнитное поле, индукция в каком будет:
Bрез = vВ21 + В22
потому что направления полей катушек взаимно перпендикулярны (см. рис. 1). Подставив в выражение Вре3 значения В1 и В2 как функций времени, получим:
Врез = Вт Vsin2 ?t + cos2 ?t = Вт
Как следует, результирующее магнитное поле устройства Врез повсевременно по величине, хотя оно и складывается из 2-ух переменных магнитных полей.
Определим сейчас положение результирующего поля в пространстве. По отношению к оси первой катушки это поле образует угол, определяемый условием:
tga =B2/B1= sin ?t/ cos ?t=tg ?t
на основании чего a = ?t, т. е. угол, образуемый осью результирующего поля по отношению к оси катушки, умеренно изменяется и за время 1-го периода переменного тока:
а = ?t = 2?/T x T=2?
т. е. поле делает полный оборот.
За секунду поле делает f оборотов, а число оборотов поля за минуту n = f • 60
Таким макаром, при стандартной промышленной частоте число оборотов поля за минуту составит:
п = 50-60 = 3000 об/мин.
Описанная система называется двухфазным вращающимся
магнитным полем. Для возбуждения его нужна двухфазная система переменных токов. Такая система просит для передачи энергии более 3-х проводов (см. рис. 1). Векторы 2-ух линейных токов /л рассматриваемой системы образуют угол 90°, потому вектор тока в общем проводе /о определяется как гипотенуза равнобедренного прямоугольного треугольника. На основании чего ток
/0 =v2I2л = v2Iл
Существенно прибыльнее получать крутящееся магнитное поле средством трехфазной системы токов, как это было предложено М. О. Доливо-Добровольским. Для получения трехфазного вращающегося поля необходимы три однообразные катушки (рис. 2), оси которых образуют углы по 120°.

Рис. 2 Возбуждение магнитного поля трехфазной системой токов
Можно подсчитать, что в данном случае результирующее поле Врез= 1,5 вm, т. е. оно тоже повсевременно по величине.
Это поле крутится в плоскости осей катушек с угловой скоростью ?, как и выше рассмотренное двухфазное поле. Сравним сейчас условия двухфазного и трехфазного вращающихся полей. При двухфазной системе нужны два провода, рассчитанные на линейный ток /л, и 3-ий провод, рассчитанный на силу тока v2 /л. Магнитная индукция во вращающемся двухфазном поле равна Вт. При трехфазной системе необходимые три схожих провода рассчитаны каждый на силу тока /л, а индукция во вращающемся поле имеет величину 1,5 Вт.
Как следует, для двухфазной системы необходимо большее сечение проводов, а крутящееся поле создается в 1,5 раза слабее, чем в трехфазной системе. По этим причинам двухфазный ток, придуманный ранее трехфазного (чешским инженером Тесла), в текущее время применяется исключительно в неких особых устройствах.
Вращающееся магнитное поле создают, накладывая два или более разнонаправленных переменных, зависящих от времени по синусоидальному закону, магнитных поля одинаковой частоты, но сдвинутых друг относительно друга по фазе.