交变电流专题知识专业知识讲座

1、本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 ? 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。 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 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、阅读课本一、阅读课本 初步感知初步感知 ?阅读课本第一自然段，思考并回答：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？ A B D

2、A B D t i A B C D 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 直流电直流电(DC)(DC) 电流方向不随时间而改变 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 一、交变电流一、交变电流 按下图所示进行实验演示 演示 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 一、交变电流(AC) 大小和方向都随时间做周期 性变化的电流. 2.产生: 1.定义: 矩形线圈在匀强磁场 中绕 垂直于磁场的轴匀速转动。 本

3、文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 二、交变电流的产生二、交变电流的产生 根据上面的示意图，思考以下问题： 1、线圈转动过程中，哪些边会产生电动势？ 2、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？ 3、在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流？在线圈由丙转 到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流？ 请独立思考后，小组内交流，达成一致意见后，代表发言、展示。 ab边、cd边 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档

4、如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 画一画：为了能更方便地分析、说明问题，请将 立体图转化为平面图，画到你的练习本上。 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 二、交变电流的产生二、交变电流的产生 S B 最大 E=0 I=0 中性面 S B =0 E最大 I最大 方向 a到b S B 最大 E=0 , I=0 中性面 S B =0 E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? 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站

5、删除。 中性面中性面：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 中性面中性面时，穿过线圈的 磁通量最大磁通量最大，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。动势为零，电流为零。 （2）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周一周， 两次经过中性面，电流方向改变两次 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场B中绕垂直于磁场的对 称轴以角速度匀速转动，设ab、cd边长为L1，ad、bc边长为L2 2， ab和cd边垂直于纸面

6、，转轴为O以线圈经过中性面开始计时。 则经时间t O 1、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？ v1 v2 t L2/2 t 请各小组讨论后选代表回答。 t L BLBLve ab ?sin 2 2 1 ? 三交变电流的变化规律三交变电流的变化规律 tBSt L BL?sinsin 2 2e 2 1 ? 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 ? 成立条件：转轴垂直匀强磁场，经 中性面 时开始计时 （1

7、）电动势按正弦规律变化 tEe m ?sin? （2）电流按正弦规律变化 tIi m ?sin? （3）电路上的电压按正弦规律变化 tUu m ?sin? 电流 通过R时： tIi m ?sin? .RIUi Ru mm ?， 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 tEe m ?sin?BSEm? 令 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 四、交流电的图像图像 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 五、交变电流的种类五、交变电流的种类 本文

8、档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 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=E msint Em=NBS i=I msint Im=Em/R u=U msint Um=ImR 小结 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 瞬瞬 时时 值 最最 大大 值 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。

9、文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 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。 课堂练习课堂练习 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 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=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2000，电路中

10、电流的峰值是多少？写出电流 瞬时值的表达式。 e=Emsin t=400sin314t 解： 电动势瞬时值的表达式为： 电流峰值为： I m=Em/R=4002000=0.2A 电流瞬时值的表达式为： i=I msin t=2sin314t 课堂练习课堂练习 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 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 100rad/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100，试写出通

11、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=311Sin100t （2）I=3.11Sin（100*1/120）=3.11*1/2=1.55（A） （3）E m=311V E=N/t=2NBS/198V （4）/t=311/N（Wb/s） 课堂练习课堂练习 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 课堂练习课堂练习 4、一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线 圈

12、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 e t 0 t1 t2 t3 t4 Em -Em 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 交流发电机简介 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 交流发电机模型的原理简图交流发电机模型的原理简图 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 本文档所提供的信息仅供