2023学年完整公开课版交变电流

交变电流

Alternatingcurrent1交变电流Alternatingcurrent情境导入一、交变电流tI0tI0①交流电：大小和方向都随时间做周期性变化②直流电：方向不随时间变化大小不变变化（恒定电流）家庭电路中的正弦交变电流

示波器中的锯齿波扫描电压

电子计算机中的矩形脉冲

激光通信中的尖脉冲

一、交流电与直流电观察下列几个电流与时间的图象,判断哪些是交变电流?（1）（2）（5）反馈训练二、交变电流的产生1.发电机的结构线圈旋转过程中只有AB和CD边在做切割磁感线的运动滑环电刷而BC和AD边总是沿磁场方向运动。ו2.交流电的产生原理AB、CD边都没有切割磁感线E=0、I=0AB边向下切割磁感线运动，感应电流的方向B→ACD边向上切割磁感线运动，感应电流的方向D→C电流：B→A→D→C→BIAB、CD边都没有切割磁感线，刚才产生电流消失，即E=0、I=0。CD边向下切割磁感线运动，感应电流的方向C→DAB边向上切割磁感线运动，感应电流的方向A→B•电流：A→B→C→D→A×I3.交流电的方向ioT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πt甲乙丙丁戊（甲）E=Blvsinθ当θ=90°时，即速度方向垂直磁感线方向时，E最大→I也最大线圈每经过中性面一次，交流电方向改变一次，线圈每转动一周，两次经过中性面，交流电的方向改变两次。4.中性面中性面与中性面垂直的平面ΦE

最大000最大最大→与磁场垂直的平面oT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πt甲乙丙丁戊（甲）ΦA（B）D（C）三、交变电流的变化规律v//v⊥BACDld①线圈与中性面的夹角是多少？②AB边的速度多大？③AB边切割磁感线的有效速度多大？θ=ωt④AB边中的感应电动势多大？⑤线圈中的感应电动势多大？v//v⊥BACDlde=eAB+eDC线圈的面积：S=lde=ωBSsinωt若为N匝线圈，则Em=NωBS.设Em=ωBS，则有e=Emsinωt1、正弦式交流电的图像（中性面计时）所以电动势随时间t，按正弦规律变化。路端电压：电路中的电流：u=Umsinωti=Imsinωt2.从图像中可以解读到以下信息(1)交变电流的最大值Im、Em。(2)因线圈在中性面时感应电动势、感应电流均为零,磁通量最大,所以可确定线圈位于中性面的时刻。(3)可找出线圈平行于磁感线的时刻。(4)可判断线圈中磁通量的变化情况。(5)可分析判断i、e随时间的变化规律。不同形式的交流电正弦式电流是最简单、最基本的交变电流。电力系统中应用的大多是正弦式电流。在电子技术中也常遇到其他形式的交流。线圈(叫电枢)→产生感应电动势磁极→产生磁场①基本组成②基本种类旋转电枢式→电枢动，磁极不动旋转磁极式→磁极动，电枢不动四、交流发电机

无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子。旋转电枢式的缺点：旋转磁极式的优点：电压高会火花放电、电枢无法做大高电压、高功率输出两种发电机的比较例1：一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=100πrad/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2000Ω，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表达式。解：假定发电机从线圏中性面开始计时，线圏中电动势的瞬时表达式为：e=Emsin

ωt数据代入：e=400sin100πt不计发电机线圈内阻，电流中电流峰值：所以瞬时值：i=Imsinωt=0.2sin100πt.例2：KLMN是一个竖直的矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的强磁场中，线框面积为S，MN边水平，线框绕某竖直固定轴以角速度ω匀速转动。在MN边与磁场方向的夹角到达30°的时刻，导线框中产生的瞬时电动势e的大小是多少?标出线框此时电流的方向。已知线框按俯视的逆时针方向。解：KL边与磁场方向成30°时，线圈平面与中性面夹角为60°。此时感应电动势为：e=Emsinωt=BSωsin60°代入数据得：课堂小结一、交变电流①交流电：大小和方向都随时间做周期性变化②直流电：方向不随时间变化大小不变变化(恒定电流)二、交变电流的产生①线圈旋转过程中只有AB和CD边在做切割磁感线的运动，产生E感②线圈每转动一周，两次经过中性面，交流电的方向改变两次。③中性面：与磁场垂直的平面特点：磁通量最大，E感=0，I感=0。④与中性面垂直的平面：磁通量为0，E感最大，I感最大。三、交变电流的变化规律e=Emsin

ωt感应电动势：（Em为峰值，Em=NBSω）路端电压：电路中的电流：u=Umsinωti=Imsinωt线圈（叫电枢）→产生感应电动势磁极→产生磁场①基本组成②基本种类旋转电枢式→电枢动，磁极不动旋转磁极式→磁极动，电枢不动四、交流发电机无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子。谢谢指正！示例1[202