[工学]交变电流复习课件

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1、交变电流交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流简称：交流（AC）直流电流：方向不随时间变化的电流（DC）一、交变电流的概念二、交变电流的产生交流发电机模型将立体图转化为平面图两个特殊位置：第一特殊位置：S⊥B中性面特点：2、导体边不切割磁感线1、磁通量最大Ф=Фmax所以，E感=0，i感=0即：此时线圈中无电流！—中性面特点：2、导体边垂直切割磁感线1、磁通量为最小，Ф=0第二特殊位置：S//B线圈中有感应电流1.中性面：垂直磁场方向的平面．（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大φ=BS，但△φ/△t=0最小，（ab和cd边都不切割磁感线

2、），线圈中的感应电动势为零．（2）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次．2.线圈平行与磁感线时，φ=0,△φ/△t最大，感应电动势最大。思考：在线圈旋转至任何一个非特殊位置时的感应电动势如何计算？（V垂直以线圈从中性面转动为t=0时刻开始计时，经过t时间V1、正弦交变电流的图象eoEmT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωtt三、交变电流的图像和变化规律三、交变电流的图像和变化规律2、交变电流的变化规律(1)感应电动势:(2)感应电流:(3)外电路电阻两端的电压:e=nBsωsinωt=Emsinωt

3、(从中性面开始计时)i=(nBsω/R)sinωt=Imsinωt(从中性面开始计时)u=Umsinωt(从中性面开始计时)e=nBsωcosωt=Emcosωt(从B∥S开始计时)i=(nBsω/R)cosωt=Imcosωt(从从B∥S开始计时)u=Umcosωt(从从B∥S开始计时)三、交变电流的图像和变化规律3、交变电流的种类1．在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是，属于正弦交变电流的是。tiABCDABDA2一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图所示，下面说法中正确的

4、是()：T1时刻通过线圈的磁通量为零；T2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；T3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大；每当e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大。D从中性面开始计时：电动势瞬时值表达式：e=Emsinωt电流瞬时值表达式：i=Imsinωtabcd从平行面开始计时：电动势瞬时值表达式：e=Emcosωt电流瞬时值表达式：i=Imcosωt其中：Em=NBSω=NφmωIm=Em/R总以下几种情况若B、N、S、ω相同，则Em相同如图所示，有一矩形线圈abcd在匀强磁场中分别绕O1、O2轴以同样的角速度匀速转动，那么此线圈在以O1

5、、O2为轴分别旋转到线圈平面与磁场垂直时，所产生的感应电流之比为A、1∶2B、2∶1C、1∶4D、4∶1E、1∶1O1acdbO1O2B表征交变电流的物理量一、描述电流变化快慢的物理量1．周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间2．频率：1s内交变电流完成周期性变化的次数我国工农业及生活用电的周期为0.02s，频率为50Hz，电流方向每秒改变100次．二、描述交变电流大小的物理量线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时，电动势最大值：2、最大值(峰值)：1、瞬时值0t/sU/VUm电压最大值电压瞬时值甲、乙图中电炉烧水,设壶材料相同、水质量相等、水

6、的初温相同．若直流电源用10分钟把水烧开，而第二次用交流电时也用10分钟把水烧开3．有效值我的电流是恒定的3A我10分钟把水烧开我10分钟也把水烧开！我的电流是变化的我的电流有效值是3A3．有效值（1）定义：使交变电流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相等时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交变电流的有效值．（热效应相同）（2）说明：①交变电流的有效植根据电流的热效应来规定，与电流的方向无关，计算电功和热量必须用有效值②有效值一般与所取时间的长短有关，在无特别说明时是以一个周期的时间来确定有效值的．③交流电压表和电流表通过交流电时，实际上

7、已经由电表内部元件把交流电变成了等效的直流，所以读出的就是交流的有效值，并且电表的指针不会忽左忽右地摆动。(4)一般用电器上标注的额定值是有效值，而电容器上标注的是最大值(3)．正弦（或余弦）交变电流有效值与最大值之间的关系:4、平均值:应用:计算通过某导体截面的电量图中两交变电流通过相同的电阻R。求：（1）分别写出它们的有效值、周期和频率。（2）计算它们在R上产生的功率之比。如图所示，线圈的面积是0.05㎡，共有100匝；线圈电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强度为B＝1／πT，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，求：(1)若从线圈

8、处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时表达式；(2)线圈转过1／30s时电动势的瞬时值