交变电流公开课任炳涛

5.1《交变电流》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、交变电流例1.下图中

均为交变电流，而

不是交变电流．交变电流是如何产生的呢？二、交变电流的产生矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动.甲乙丙丁ABCDABCDABCDABCD问题：为什么会产生电流？ABCD问题1:当ABCD线圈在磁场中绕OO′轴转动时，哪些边切割磁感线?问题2:假设线圈所处的磁场为匀强磁场，请画出线圈在甲、乙、丙、丁四个位置对应的侧视图。为了能更方便地说明问题，我们将立体图转化为平面图来分析ABCDA(B)D(C)B将立体图转化为平面图来分析ADADDAAD甲乙丙丁ABCDABCDABCDABCD问题3:判断线圈处在甲乙丙丁四个位置时是否产生感应电流？若有，标出电流方向；若无，说明原因。问题4:判断从甲转到乙电流方向变吗？从乙转到丙呢？

从丙转到丁？丁到甲？ADDAADAD问题5:分析线圈由甲转到乙，有乙转到丙，由丙转到丁，由丁转到甲的过程中电流大小变化的情况？问题6:在电流—时间图中画出甲、乙、丙、丁四个位置对应的点。猜测在一个周期内感应电流随时间变化的关系，大致画出i—t图线。

it问题7：线圈转到哪些位置时电流方向改变？_

__。在这些位置时，线圈中感应电动势多大？_______。感应电流多大？________。在线圈转动一周的过程中，电流方向改变几次？________。我们把与磁场方向垂直的面叫____________。ADB中性面:线圈平面与磁感线垂直的位置特点：线圈经过中性面时，Φ

，

但线圈中的电动势为

.

电流方向发生VVVV最大0变化【结论】：(1)线圈转动过程中电流的大小做周期性变化，

在

最小，

最大。

(2)线圈每经

一次，感应电流方向改变一次，线圈转动一周，感应电流方向改变

次。

（3）位

置磁通量感应电流感应电动势磁通量变化率中性面

中性面的垂面

最大最大最大最大零零零零三.交变电流的变化规律在匀强磁场B中，矩形线圈AB边长为L1，BC边长为L2，逆时针绕垂直于磁场的轴匀速转动，角速度为ω，从中性面开始计时，经时间t，线圈中的感应电动势是多少？ABCDABVVDθV1V2①线圈与中性面的夹角是多少？②ab边速度方向与磁场方向夹角多大？

③ab边的速度是多少？④ab边产生的感应电动势多大？⑤线圈中感应电动势多大？若线圈的匝数为N匝呢？问题：电动势按正弦规律变化（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

注意成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时0etEm-Emit0Im-ImΦt0t1t2t3t4Φm-Φm思考：磁通量变化规律？Badvv例2、在图中，设磁感应强度为0.01T，单匝线圈边长ab=20cm，宽ad为10cm，转速为50r/s，求线圈转动时感应电动势的最大值。

解：例

3、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

，线圈匀速转动的角速度为

，

①试写出电动势瞬时值的表达式，

②求出在t=1/600s时感应电动势的瞬时值为多少？

③如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总电阻为2k

，电路中电流的峰值为多少？写出电流瞬时值的表达式。

2023/10/26解：(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四、交变电流的种类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=EmsinωtEm=NBSω叫电动势的最大值

i=ImsinωtIm=Em/R叫