交变电流的产生和变化规律上课用.ppt

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1、第一节交变电流的产生和变化规律一、交变电流的产生1、实验实验装置：实验现象：缓慢转动线圈时，小灯泡一闪一闪;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惟一方式．1、直流电流(DC)方向不随时间变化的电流2、交变电流(AC)大小和方向都随时间做周期性变化的电流一、交变电流的概念交变电流可以变成直流！交变电流是如何产生的呢？交流发电机模型二、交变电流的产生做一做1、线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动二、

2、交变电流的产生2、过程分析（1）在线圈转动的过程中，那些边会产生感应电动势？ab边cd边（2）怎样将立体图转化为平面图？将立体图转化为平面图B⊥SΦ最大E=0I=0中性面垂直磁场方向的平面叫做中性面。线圈经过中性面时，Φ最大，但线圈中的电动势为零2、过程分析(V//B)NSSNNSVVabcdad判断此位置有没有感应电流，方向怎么样？B∥SΦ=0E最大I最大感应电流方向a到b线圈与磁场平行时，Φ最小，但线圈中的电动势最大(V⊥B)判断此位置有没有感应电流，方向怎么样？NSSNB⊥SΦ最大E=0I=0中性面B∥SΦ=0E、I最大感应电流方向b到aV//BV⊥B（3）在线圈

3、由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？丙转到丁呢？（4）线圈转到什么位置，电流最小（没有电流）？线圈转到什么位置，电流最大？由a→b由b→a线圈转到甲、丙位置时线圈中没有电流；转到乙、丁位置时线圈中电流最大！线圈转动一周，多少次经过中性面?电流方向改变多少次?思考与讨论.a(b)c(d)O设线圈绕垂直于磁场方向的中心轴转动,线圈的长为L1,宽为L2,线圈转动的角速度为ω,磁感应强度为B.求此时ab边产生的感应电动势？L1L21、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(从中性面开始计

4、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B∥S开始计时)u=Umcosωt(从从B∥S开始计时)2、交变电流的图像3、交变电流的种类(1)正弦交流电(2)示波器中的锯齿波扫描电压(3)电子计算机中的矩形脉冲(4)激光通信中的尖脉冲例１．如图所示的各图线中表示交变电流的是（　　）it0CDt0it0ABt0iiＢＣＤ三、交流发电机1、构造:2、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

5、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1、交流电的产生强度和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，简称39交流，俗称交流电。2、交流电的变化规律感应电动势瞬时表达式为e=nBsωsinωt=Emsinωt(从中性面计时)感应电流瞬时值表达式i=Imsinωt(从中性面计时)3、交流电的图像4、交流发电机（1）发电机的基本组成：①电枢②磁极（2）发电机的基本种类:①旋转电枢式发电机②旋转磁极式发电机小结例、一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定轴转动,线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示,下面说法中正确的是A.t1时

6、刻通过线圈的磁通量为零B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C.t3时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大D.每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值最小et0t1t2t3t4Em-EmC1．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。tiABCDABDA三、课堂练习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图所示，下面说法中正确的是()：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

7、对值都为最大。答案：D1.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。2.如图所示：匝数为N、面积为S的矩形线圈在匀强磁场B中匀速转动，角速度为ω，求线圈从图示位置转过180度时间内的平均感应电动势。ω...E平均=S2NBω/π练习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