交变电流的产生及描述

1、交变电流的产生及描述交变电流的产生和变化规律 【例【例1】矩形线圈abcd，已知ab为l1， bc长为l2，共有N匝，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO以角速度匀速转动。问：（3）猜想线圈从图中位置转过角度时， 产生的感应电动势跟什么因素有关， 试推导证明你的结论。（1）线圈中是否有感应电流产生？为什么？（2）据我们所知，求感应电动势的大小通常 有哪些方法？ 【例【例1】矩形线圈abcd，已知ab为l1， bc长为l2，共有N匝，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO以角速度匀速转动。证明：证明：sin221lBlvBlEcdcdsin221lBlvBlEababsinsin)sin22()212

2、1NBSlNBllBlNEENEcdab（总tNBSEsin总（中性面开始计时）（中性面开始计时）tNBSEsin总讨论：线圈中的感应电动势在通过什么位置时，方向要发生改变？线圈一周期内几次通过该位置，线圈在这些位置有什么特征？小结：线圈中的产生的感应电动势跟线圈的匝数、小结：线圈中的产生的感应电动势跟线圈的匝数、面积、线圈转动的角速度和线圈所处的磁感应强度面积、线圈转动的角速度和线圈所处的磁感应强度成正比成正比,并且随时间而变。并且随时间而变。小结：线圈每次通过中性面时，感应电流的方向要发小结：线圈每次通过中性面时，感应电流的方向要发生改变。线圈一周期两次通过中性面，即线圈在一周生改变。线圈

3、一周期两次通过中性面，即线圈在一周期内感应电动势的方向改变两次。线圈在中性面时，期内感应电动势的方向改变两次。线圈在中性面时，磁通量最大，感应电动势为零。磁通量最大，感应电动势为零。交变电流的描述交流电的周期和频率，交流电的最大值和瞬时值，交流电的有效值和平均值有关交流电的有关交流电的“四值四值”问题小甲、小乙两位同学在问题小甲、小乙两位同学在解答如下题目时出现了严重的分歧。同学们，请你解答如下题目时出现了严重的分歧。同学们，请你给他们评评理。给他们评评理。 【例【例2】如图所示，交流发电机的矩形线框ab=0.4m,bc=0.2m, 共有50匝,其电阻r=1.0,在磁感应强度B=0.2T的匀强

4、磁场中，绕垂直于磁场方向的对称轴OO以200rad/s的角速度匀速转动，向R=9.0的电阻供电，从线框处于中性面开始计时。 (1)设图中交流电表的电阻不计，求其读数。解答：解答：ttNBSesin160sinA200sin16sintrRtNBSrRei小甲说：有电流的表达式可知交流电流表的读数是随时间变化的函数A200sin16ti 小乙说：有电流的表达式可知交流电流表的读数应该是该正弦交流电的有效值A28i同学们，你认为谁对谁错，或者他们都错。其读数应该是该交流电在一周期内的平均值呢？谈谈你的看法。(2)求在时间 s内流过线框导线横截面的电荷量600tA200sin16sintrRtNBS

5、rRei 【例【例2】如图所示，交流发电机的矩形线框ab=0.4m,bc=0.2m, 共有50匝,其电阻r=1.0,在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中， 绕垂直于磁场方向的对称轴OO以200rad/s的角速度匀速转动，向R=9.0的电阻供电，从线框处于中性面开始计时。根据同学们，你认为谁对谁错，或者他们都错。流过线框导线横截面的电荷量应该是该交流电在这段在一周期内的平均值与时间的乘积。故流过线框导线横截面的电荷量为小甲说：将时间 s代入表达式求得600tA38iC753itq小乙说：该正弦交流电的有效值故流过线框导线横截面的电荷量为A28iC752 itq 【例【例2】如图所示，交流发电机的

6、矩形线框ab=0.4m,bc=0.2m, 共有50匝,其电阻r=1.0,在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中， 绕垂直于磁场方向的对称轴OO以200rad/s的角速度匀速转动，向R=9.0的电阻供电，从线框处于中性面开始计时。(3)求线框从中性面开始转过90过程中，此发电机做的功小甲说：V3204TBSNtNEw56. 222trREtREw总小乙说：ttNBSesin160sinV21602mEEw2 . 322trREtREW总同学们，赞成谁的做法，说说你的理由。小结： 最大值：反映了交变电流在变化过程中所能达到的最大值以及交变电流的变化范围。（考虑交流电的耐压情况）（考虑交流电的耐压情况

7、） 瞬时值：反应的是不同时刻交变电流的大小和方向。（针对某一瞬时的情况（针对某一瞬时的情况 ） 有效值：是根据电流的热效应来规定的，即让交流和直流通过同样阻值的电阻，如果它们在同一时间内产生的热量相等，则这个直流电的数值就等于交流的有效值（有效值在实际应用中最为普遍，如交流电流表和电压表测量（有效值在实际应用中最为普遍，如交流电流表和电压表测量的数值，计算电功、电功率热量等的电流、电压值，以及电器的数值，计算电功、电功率热量等的电流、电压值，以及电器设备上标称的额定电流、电压值都是有效值）设备上标称的额定电流、电压值都是有效值） 平均值：根据法拉弟电磁感应定律表达式 得到的。（计算通过导体的电量时）（计算通过导体的电量时）tNE【例【例3】 两个完全相同的电热器，分别通过如图所示的方波交变电流和正弦交变电流，则这两个电热器的电功率之比是 。随堂练习1.有一交流电压的变化规律为u =50sin314tV，加在一氖管两端，已知当氖管两端电压达到 V时才开始发光，则此氖管在一个周期内发光的总时间发光的时间是多少？2252. 如图