《交变电流的产生和描述》课件3.ppt

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1、第一节交变电流的产生和描述基础知识梳理一、交变电流的产生和变化规律图10－1－11．交变电流：和都随时间做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流(AC)．方向变化为其主要特征．大小方向基础知识梳理2．正弦交变电流(1)特点：随时间按正(余)弦规律变化的交变电流．(2)产生：如图10－1－1所示，将线圈置于匀强磁场中，并绕垂直于磁感线的轴做匀速转动，线圈中就会产生正(余)弦交变电流．基础知识梳理(3)中性面①定义：与磁场方向的平面．②特点a．线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量，磁通量的变化率为，感应电动势为．b．线圈转动一周，次经过中性面，线圈每经过一次，电流的方向就改变一次．垂

2、直最大零中性面零两基础知识梳理3．正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)(1)电动势(e)：e＝.(2)电压(u)：u＝.(3)电流(i)：i＝.EmsinωtUmsinωtImsinωt基础知识梳理特别提示：(1)电流大小变化但是方向不变的仍然是直流电；(2)函数表达式e＝Emsinωt，只有从中性面开始计时才能成立，如果开始位置和中性面的夹角为θ，则瞬时值表达式为e＝Emsin(ωt＋θ)．基础知识梳理二、描述交变电流的物理量1．交变电流的周期和频率的关系：T＝.2．峰值和有效值(1)峰值：交变电流的峰值是它能达到的．(2)有效值：让交流与恒定电流通过的电阻，它

3、们在相同时间内产生的相等，则这个恒定电流I、恒定电压U就是这个交变电流的有效值．最大值相同热量基础知识梳理(3)正弦交变电流的有效值与峰值之间的关系：基础知识梳理特别提示：(1)只有正弦交变电流的最大值和有效值满足倍关系，其他交变电流无这种关系，且用电器铭牌上标出的值均为有效值(电容器除外)．(2)通常所说交变电流、电压的数值，各种交流电器设备所标的额定电压和额定电流的数值，一般交流电表测量的数值，都是指有效值(除非有特殊说明)．课堂互动讲练一、正弦式电流的变化规律1．正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)规律物理量函　数图　象磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosω

4、t电动势e＝Em·sinωt＝nBSω·sinωt课堂互动讲练课堂互动讲练2.交变电流瞬时值表达式的书写基本思路(1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象或由公式Em＝nBSω求出相应峰值．(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式．课堂互动讲练如：①线圈从中性面开始转动，则it图象为正弦函数图象，函数式为i＝Imsinωt.②线圈从垂直中性面开始转动，则it图象为余弦函数图象，函数式为i＝Imcosωt.课堂互动讲练在交变电流的产生过程中，要特别注意两个特殊位置的不同特点．1．线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，ΔΦ/Δt＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变．2

5、．线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，ΔΦ/Δt最大，e最大，i最大，电流方向不改变．特别提醒课堂互动讲练1．如图10－1－2所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，其转动轴线OO′与磁感线垂直．已知匀强磁场的磁感应强度B＝1T，线圈所围面积S＝0.1m2，转速12r/min.若从中性面开始计时，则线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式应为()即时应用图10－1－2课堂互动讲练A．e＝12πsin120t(V)B．e＝24πsin120πt(V)C．e＝0.04πsin0.4πt(V)D．e＝0.4πcos2πt(V)解析：选C.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生感应电动势的

6、最大值为Em＝BSω＝BS·2πn＝1×0.1×0.4π(V)＝0.04π(V)课堂互动讲练初相：Φ0＝0则感应电动势瞬时值表达式为e＝Emsin(ωt＋Φ0)＝0.04πsin0.4πt(V)由此可知选项C是正确的．课堂互动讲练二、对交变电流“四值”的比较和理解1．交变电流的瞬时值、峰值、有效值、平均值的比较物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值e＝Emsinωti＝Imsinωt计算线圈某时刻的受力情况峰值最大的瞬时值Em＝nBSωIm＝Em/(R＋r)讨论电容器的击穿电压课堂互动讲练课堂互动讲练2.对交变电流有效值的理解交变电流的有效值是根据电流

7、的热效应(电流通过电阻生热)进行定义的，所以进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热(或热功率)进行计算．注意“三同”：即“相同电阻”，“相同时间”内产生“相同热量”．计算时“相同时间”要取周期的整数倍，一般取一个周期．课堂互动讲练注意：在交流电路中，电压表、电流表等电工仪表的示数均为交变电流的有效值．在没有具体说明的情况下，所给出的交变电流的电压、电流指的是有效值．课堂互动讲练1．由感应电动势的最大值公式Em＝nBSω得，Em仅由n、B、S、ω四个物理量所决定，与轴的具体位置和线圈的形状都无关．特别提