一、交变电流产生和变化规律.ppt

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1、一、交变电流的产生和变化规律穿过闭合电路的磁通量发生变化时，产生感应电流，而磁通量变化的方式不同，产生的感应电流也不同，感应电流可以是恒定的，可以是变化的，可以是周期性变化的，本节我们将研究一种十分重要的周期性变化的电流——正弦式交变电流．直流电:电流方向不随时间而改变一、交变电流的产生按下图所示进行实验演示实验现象：缓慢转动线圈时，电流计指针在左右摇动，线圈每转一周，指针左右摆动一次．1．交变电流：大小和方向都随时间作周期变化的电流，叫做交变电流，简称交流．2．闭合的线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生交流，但这不是产生交流的

2、惟一方式．二、交变电流的变化规律如图，矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程．设正方形线圈的边长为L，在匀强磁场B中绕垂直于磁场的对称轴以角速度匀速转动，如图所示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．1、线圈转动一周，电流方向改变多少次？2、线圈转到什么位置时磁通量最大？这时感应电动势是最大还是最小？3、线圈转到什么位置时磁通量最小？这时感应电动势是最大还是最小？4、试推导感应电动势大小的变化规律公式。看动画回答问题：为了能更方便地说明问题，我们将立体图转化为平面图来分析.(甲)(乙)(丙)(丁)E=0,I=0，Φ有最大值E，I，电流方向：.E

3、,I,Φ.E，I，电流方向：.=0=0有最大值有最大值a—>b有最大值有最大值b—>a有最大值特点：a.磁通量Φ为0b.E最大，磁通量的变化率ΔΦ/Δt最大返回（1）（甲）（丙）中性面（线圈与磁感线垂直的平面）（2）（乙）（丁）最大值面（线圈垂直中性面）结论：特点:a.磁通量Φ最大b.E＝0，磁通量的变化率ΔΦ/Δt为零c.当线圈转至中性面时，电流方向发生改变d.线圈转动一周电流方向改变两次2、交变电流的变化规律设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω．经过时间t，线圈转过的角度是ωt，cd边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt．ab

4、、cd宽L1，ad、bc长L2，磁感应强度是B.cd边中的感应电动势就是ab边中的感应电动势跟cd边中的大小相同，而且两边又是串联的所以，这一瞬间整个线圈感应电动势tBL1L2tL2BL1BL1V⊥ecdwwwwsin21sin2===2．变化规律以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中的感应电动势（ab和cd边切割磁感线）所以令则有e为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值．=BωS当线圈跟外电路组成闭合回路时，设整个回路的电阻为R，则电路的感应电流的瞬时值为表达式这种按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流t＝ImsinωtREmRiw

5、esin==令感应电动势最大值Em，则Em＝NBSω．当交变电流通过某电阻R，根据欧姆定律，U=IR,电阻两端电压也按正弦规律变化u=Umsinωt．成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时．（1）电动势按正弦规律变化（2）电流按正弦规律变化（3）电路上的电压按正弦规律变化电流　　　　　　　　通过R时：1.建立交流电的瞬时方程必须首先确定Em、ω，同时注意起始位置（是从中性面开始是正弦曲线，e=Emsinωt;从垂直中性面开始是余弦曲线，e=Emcosωt）.2.由Em=N·2BL1v=NBL1L2ω=NBSω=NΦmω可知，峰值Em与

6、线圈的面积有关。而与垂直于磁场方向的转动轴的位置无关，与线圈的形状也无关。3.转速对交变电流的影响：由e=NBSωsinωt可知，当转速增大时，角速度也增大，使得感应电动势随之增大，同时交变电流的变化也加快。交流电的图像abcdKLABabcdKLABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB实际中应用的交变电流，不只限于正弦交变电流，它们随时间变化的规律是各种各样的．图中表示出几种交变电流的波形．交流发电机发电机的基本组成?发电机的基本种类?（1）发电机的基本组成：①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）②用来产生磁场的磁极（2）发电机的

7、基本种类①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）②旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子总结：1.交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。2.交变电流的变化规律：方向变化规律-------线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次；线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。大小变化规律-------按正弦规律变化：e=EmsinωtEm=NBSω叫电动势的最大值i=ImsinωtIm=Em/R叫电流的最大值u=UmsinωtUm=ImR叫电压的最大值1．在如图所示的几种电流随时间变化的图线

8、中，属于交变电流的是，属于正弦交变电流的是。tiABCDABDA三例题2一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势随时间的变化规律如