交变电流是怎样产生的.ppt

3.2交变电流是怎样产生的,交流发电机的转子和定子,交流发电机的原理,由法拉第电磁感应定律可知：只要穿过闭合 回路的磁通量发生变化，就可以产生感应电 动势和感应电流。,怎样能使穿过闭合回路的磁通量发生变化,让闭合导体与磁极做相对运动,交流发电机的组成,交流发电机主要由线圈（电枢）和磁极组成， 磁极有的使用永久磁铁，有的使用电磁铁。用 电磁铁做磁极的发电机叫做励磁发电机,交流发电机的分类,磁极固定不动，让电枢在磁极中旋转，这种 电动机称为旋转电枢式发电机。反之，电枢 不动，让磁极在电枢中旋转，称为旋转磁极 式发电机。,不论哪一种发电机，转动的部分叫转子，固定 不动的部分叫定子。,交变电流的产生原理,演示实验：注意观察电流表打针的偏转情况。,交变电流的产生原理,实验结论：交流电的大小和方向是不断变化的， 线圈在磁场中每旋转一周，电流表指针就左右 摆动一次，它的大小和方向都随时间做周期性 变化。,如何实现电流大小和方向都改变,电刷,滑环,中性面,中性面：线框平面与磁感线垂直位置。,（2）每经过中性面一次， 方向就改变一次。,交变电流的产生原理,特点: BS， 最大， E=0 , I=0 中性面,没有边切割磁感应线,交变电流的产生原理,特点:BS，=0，E最大，I最 大，感应电流方向b到a,a（b）、d（c）边垂直切割磁感应,交变电流的产生原理,特点:BS， 最大， E=0 , I=0 中性面,没有边切割磁感应线,交变电流的产生原理,特点:BS，=0，E最大，I最 大，感应电流方向a到b,a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线，,设矩形线圈的ab边长为L1，ad边长为 L2在匀强磁场B中绕垂直于磁场的对 称轴以角速度w 匀速转动，如图所示， ab和cd边垂直于纸面，转轴为O,交变电流的变化规律,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,交变电流的变化规律,注意：与线圈的形状、转轴的位置无关。,成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面 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：,交变电流的变化规律,交变电流的变化规律,小结：,1、交流发电机有两种，即 和 其中转动的部分叫 ，不动的部分叫 。,2、正弦交变电流的变化规律： （1）方向变化规律-当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做 线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，因此线圈转动一周，感应电流方向改变 ,（2）大小变化规律-按正弦规律变化： e=Emsint Em=NBS叫电动势的最大值 i=Imsint Im=Em/R 叫电流的最大值 u=Umsint Um=ImR 叫电压的最大值,中性面,两次,旋转磁极式,旋转电枢式,转子,定子,1关于中性面，下列说法错误的是( ) A中性面就是穿过线圈的磁通量为零的面 B中性面就是线圈中磁通量变化率为零的面 C线圈过中性面时，电流方向必改变 D中性面就是线圈内感应电动势为零的面,A,2在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感 线垂直的转轴匀速转动，如图3212甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则 ( ),图3212,At0.005 s时线框的磁通量变化率 为零 Bt0.01 s时线框平面与中性面重合 C线框产生的交变电动势的有效值 为311 V D线框产生的交变电动势的频率为 100 Hz,B,图329,(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的 瞬时值表达式。 (2)线圈转过 0.05s时电动势的瞬时值多大。 (3)电路中感应电动势的最大值和有效值。 (4)电路中交流电压表和电流表的示数。 (5)线圈从图示位置转过90的过程中通过电阻R的电荷量。,巩固训练,1、一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流e220sin100t(V)，那么( ) A该交变电流的频率是100 Hz B当t0时，线圈平面恰好与中性面垂直 C当t 1/200s时，e有最大值 D该交变电流电动势的有效值为220 V,C,巩固训练,2、一只标有“220 V 100 W”的灯泡，接在u311sin314t V的电源上，则下列说法中正确的是( ) A灯泡不能正常发光 B通过灯泡的电流为i0.45sin314t A C与灯泡并联的交流电压表的示数为220 V D与灯泡串联的交流电流表的示数为0.03 A,C,巩固训练,3、如图所示为演示用的手摇发电机模型，匀强磁场磁感应 强度B0.5 T，线圈匝数n50，每匝线圈面积0.48 m2， 转速150 r/min，在匀速转动过程中，从图示位置开始计时 (1)写出交变感应电动势瞬时值的表达式； (2)画出et图线,（1）e188sin5t(V),（2）,4、如图31所示，匀强磁场的磁感应强度B0.5 T，边长L10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r1 ，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动，角速度2 rad/s，外电路电阻R4 ，求：,图31,答案 (1)3.14 V (2)1.57 V (3)2.6 V (4)1.78 V (5)0.99