《交变电流王英》PPT课件

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1、5.1交变电流三峡水电站1．理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。2．掌握交变电流的变化规律及表示方法。3．理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。判一判：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。一、阅读课本初步感知阅读课本第一自然段，思考并回答：恒定电流、直流电、交变电流的区别是什么？ABDtiABCD直流电directcurrent(DC)电流方向不随时间而改变交变电流alternatingcurrent（AC）电流的方向随时间发生周期性的变化。一、交变电流的产生(AC)矩形线圈在匀强磁场中绕垂直

2、于磁场的轴匀速转动。视频二、交变电流产生的原理研究根据5-1-3的示意图，思考以下问题：1、线圈转动过程中，哪些边会产生电动势？2、怎样将图中的立体图转化成平面图？请在草稿本上画出甲乙丙丁四个图的平面图。3、在线圈由甲转到乙、乙转到丙的过程中，AB边中电流向哪个方向流？在线圈由丙转到丁、丁转到甲的过程中，AB边中电流向哪个方向流？4、当线圈转到什么位置时，线圈中没有电动势（电流），转到什么位置时，线圈中电动势（电流）最大？在这些位置，线圈的磁通量有何特点？画一画：二、交变电流的产生S⊥BΦ最大E=0I=0中性面S∥Bφ=0E最大I

3、最大方向a到bS⊥BΦ最大E=0,I=0中性面S∥Bφ=0E最大I最大方向b到a甲想一想：线圈转动一周，多少次经过中性面?电流方向改变多少次?★中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面。★特点：（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零（ab和cd边都不切割磁感线），线圈中的电动势为零，电流为零。（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．★与中性面垂直的面：线圈平面与磁感线的平行的位置。★特点：（1）线圈经过该面时，穿过线圈的磁通量最小，但磁通量的变化率最大

4、（ab和cd边的速度完全切割磁感线），线圈中的电动势为最大值，电流为最大值。如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场B中绕垂直于磁场的对称轴以角速度ω匀速转动，设ab、cd边长为L1，ad、bc边长为L2，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．以线圈经过中性面开始计时。则经时间tO1、线圈与中性面的夹角是多少？2、ab边的速度是多大？3、ab边的速度方向与磁场方向夹角多大？4、ab边产生感应电动势多大？5、线圈中产生的感应电动势多大？v1v2ωtωL2/2ωt请各小组讨论后选代表回答。三．交变电流的变化规律成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中

5、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：e为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值--峰值则有令四、交流电的图像五、交变电流的种类1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。3、交变电流的变化规律：（1）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。（2）大小变化规律-------按正弦规律变化：e=EmsinωtEm=NBSωi=ImsinωtIm=Em/Ru

6、=UmsinωtUm=ImR小结2、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动瞬时值最大值1.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动。设线圈ab边长为20cm，ad边长为10cm，磁感应强度B=0.01T，线圈的转速n=50r/s，求：电动势的最大值及对应的线圈位置。0.0628V线圈平面与磁场方向平行。课堂练习2.一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为Em=400V，线圈匀速转动的角速度为ω=314rad/s，试写出电动势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总电阻为2000Ω，电路中电流的峰值是多少？写出电

7、流瞬时值的表达式。e=Emsinωt=400sin314t解：电动势瞬时值的表达式为：电流峰值为：Im=Em/R=400÷2000=0.2A电流瞬时值的表达式为：i=Imsinωt=2sin314t课堂练习3、一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311V，线圈在磁场中转动的角速度100πrad/s。（1）写出感应电动势的瞬时值表达式。（2）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路的总电阻为100Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式，在t=1/120s时电流强度的瞬时值为多少？（3）线圈从中性面转过180度的

8、过程中，电动势的最大值、平均值分别是多少？（4）转动过程中磁通量的变化率最大值是多少？答案（1）e=311Sin100πt（2）I=3.11Sin（100π*1/120）=3.11*1/2=1.55（A）（3）Em=311VE=NΔφ/Δt=2NB