屋面及防水工程量计算课件

第二章交变(jiāobiàn)电流1交变(jiāobiàn)电流1第一页，共31页。第二章交变(jiāobiàn)电流1第一页，共31页。什么是交变电流，它是怎样(zěnyàng)产生的？2第二页，共31页。什么是交变电流，它是怎样(zěnyàng)产生的？2第二页，手摇发电机，线圈(xiànquān)在磁场内转动，穿过线圈(xiànquān)的磁通量发生变化，产生感应电动势，小灯泡发光，但亮度周期性地变化，一闪一闪的.3第三页，共31页。手摇发电机，线圈(xiànquān)在磁场内转动，穿过线圈(1.知道什么是交变电流2.理解(lǐjiě)交变电流产生的原理3.知道交变电流的变化规律（重点）4第四页，共31页。1.知道什么是交变电流4第四页，共31页。观察(guānchá)交变电流的波形电网供给的交流电经过降压后能使小灯泡发光。把示波器的两个输入端接到小灯泡的两端（图甲），在荧光屏上会看到灯泡两端的电压随时间变化的曲线，如图乙所示。甲观察小灯泡(dēngpào)两端电压的波形乙小灯泡(dēngpào)两端电压的波形5第五页，共31页。观察(guānchá)交变电流的波形甲观察小灯泡(dēng1.大小和方向都随时间做周期性变化的电流(diànliú)叫做交变电流(diànliú),简称交流电(AC).一、交变(jiāobiàn)电流大小和方向都不随时间发生变化的电流(diànliú)称为恒定电流(diànliú)2.电流随时间按正弦函数规律变化的交变电流称为正弦交变电流，简称正弦交流电.6第六页，共31页。1.大小和方向都随时间做周期性变化的电流(diànliú)叫匀速转动发电机时,产生的电流(diànliú)可看做是正弦交流电，它是怎样产生的呢？二、正弦交变电流的产生(chǎnshēng)和表述7第七页，共31页。匀速转动发电机时,产生的电流(diànliú)可看做是正弦交abcdoo1B设水平向右的匀强磁场强度为B，线圈边长分别为ab=L1,bc=L2，线圈绕轴转动的角速度为ω，在转动过程(guòchéng)中，ab、cd都切割磁感线而产生感应电动势.ab、cd两边产生的感应(gǎnyìng)电动势大小和方向有什么关系呢？大小相等、方向相反(xiāngfǎn)，因此总感应电动势e=2Eab8第八页，共31页。abcdoo1B设水平向右的匀强磁场强度为B，线圈边长分别为又根据法拉第电磁感应定律ab产生的感应电动势Vaab边产生(chǎnshēng)的感应电动势BOc(d)a(b)v1v2经过时间t，ab转过的角度，速度方向如图，v与磁场方向垂直的分量9第九页，共31页。又根据法拉第电磁感应定律ab产生的感应电动势Vaab边产生由此可得设矩形(jǔxíng)线圈的面积为S，匝数为N令Em=NBSω则发电机的感应(gǎnyìng)电动势即电路(diànlù)中将产生按正弦规律变化的交变电流电流随时间变化的关系是电压随时间变化的关系是10第十页，共31页。由此可得设矩形(jǔxíng)线圈的面积为S，匝数为N则发电abcdoo1如图所示，t=0时，=0，此时的感应电动势e=0，线圈平面与磁场垂直(chuízhí)，此位置称为中性面.在此位置(wèizhi)，穿过线圈的磁通量最大，而磁通量的变化率为零.线圈(xiànquān)转过90度，线框平面与磁场平行，此时穿过线框的磁通量为零，感应电动势却有最大值.11第十一页，共31页。abcdoo1如图所示，t=0时，在此位置(wèizhi)将立体图转化(zhuǎnhuà)为平面图12第十二页，共31页。将立体图转化(zhuǎnhuà)为平面图12第十二页，共31B⊥SΦ最大E=0I=0中性(zhōngxìng)面B∥SΦ=0E、I最大感应电流(gǎnyìngdiànliú)方向b到av∥Bv⊥B13第十三页，共31页。B⊥SΦ最大E=0I=0中性(zhōngxìng)面BSNNSvvabcdad判断此位置有没有感应电流(gǎnyìngdiànliú)，方向怎么样？V//BE=014第十四页，共31页。SNNSvvabcdad判断此位置有没有感应电流(gǎnyìB∥SΦ=0E最大I最大感应电流(gǎnyìngdiànliú)方向a到b线圈(xiànquān)与磁场平行时，Φ最小，但线圈(xiànquān)中的感应电动势最大15第十五页，共31页。B∥SΦ=0E最大I最大感应电流(gǎnyìngdiàn1.中性面：垂直磁场方向(fāngxiàng)的平面．（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大Φ=BS，但最小（ab和cd边都不切割磁感线，线圈中的感应电动势为零）．（2）线圈经过中性面时，电流将改变方向(fāngxiàng)，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向(fāngxiàng)改变两次．2.线圈平行于磁感线时，Φ=0,但最大，感应电动势最大.16第十六页，共31页。1.中性面：垂直磁场方向(fāngxiàng)的平面．eoEmT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωttabcdKLABabcdKLABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB三、交流电的图像(túxiànɡ)（注意观察线圈的位置和图线的变化）17第十七页，共31页。eoEmT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωtet0Em-Emit0Im-Im18第十八页，共31页。et0Em-Emit0Im-Im18第十八页，共31页。工程技术中经常采用的交变(jiāobiàn)电流还有另外的几种，如：家庭(jiātíng)电路中的正弦交变电流示波器中的锯齿波形扫描(sǎomiáo)电压四、几种常见交变电流波形图19第十九页，共31页。工程技术中经常采用的交变(jiāobiàn)电流还有另外的电子计算机中的矩形脉冲激光通信用的尖脉冲20第二十页，共31页。电子计算机中激光通信用20第二十页，共31页。例1、如图所示，下列四种(sìzhǒnɡ)情况均表示闭合线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动，在下列情况下线圈中不能产生交流电的是（）（从左侧看线圈绕顺时针转动）O′OBωO′OBωO′OBωO′OBωADCBA21第二十一页，共31页。例1、如图所示，下列四种(sìzhǒnɡ)情况均表示闭合线例2、一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定轴转动,线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示,下面(xiàmian)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，通过线圈的磁通量的绝对值最小et0t1t2t3t4Em-EmC22第二十二页，共31页。例2、一矩形线圈,绕垂直于et0t1t2t3t4Em-EmC例3、线圈从中性面开始转动，角速度是ω，线圈中的感应电动势的峰值是Em，那么(nàme)在任一时刻t感应电动势的瞬时值e为．若电路总电阻为Ｒ，则感应电流的瞬时值Ｉ为．e0Em

-Emt23第二十三页，共31页。例3、线圈从中性面开始转动，角速度是ω，线圈中的感应e0Em1.知道(zhīdào)交变电流（AC）定义：大小和方向都随时间作周期性变化的电流.方向不随时间变化的电流为直流电（DC）.2.理解交变(jiāobiàn)电流产生的过程：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动产生正弦式交变(jiāobiàn)电流.垂直磁场方向的平面叫做中性面.（重点）24第二十四页，共31页。1.知道(zhīdào)交变电流（AC）定义：大小和方向都3.推导和理解交变电流的变化规律：（重难点）(1)方向变化规律——线圈平面每经过(jīngguò)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.电流方向改变时，Φ最大，=0最小，感应电动势最小E=0.(2)大小(dàxiǎo)变化规律——按正弦规律变化：e=EmsinωtEm=NBSω叫电动势的最大值（峰值）i=ImsinωtIm=Em/(R+r)叫电流的最大值（峰值）u=UmsinωtUm=ImR叫电压的最大值（峰值）25第二十五页，共31页。3.推导和理解交变电流的变化规律：（重难点）(2)大小(dà1.当线圈(xiànquān)平面垂直于磁感线时，线圈(xiànquān)各边都不切割磁感线，线圈(xiànquān)中没有感应电流，这样的位置叫做．线圈(xiànquān)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(xiànquān)转动一周，感应电流方向改变．中性(zhōngxìng)面两次26第二十六页，共31页。1.当线圈(xiànquān)平面垂直于磁感线时，线圈(xi2.如图所示，线框在匀强磁场中绕轴匀速转动（由上向下看是逆时针方向），当转到图示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化(biànhuà)情况是（）A．磁通量和感应电动势都在变大B．磁通量和感应电动势都在变小C．磁通量在变小，感应电动势在变大D．磁通量在变大，感应电动势在变小DOO′B30°27第二十七页，共31页。2.如图所示，线框在匀强磁场中绕轴匀速转动（由DOO3.在如图的几种电流随时间(shíjiān)变化的图线中，属于交变电流的是__________，属于正弦交变电流的是______.tiABCDABDA28第二十八页，共31页。3.在如图的几种电流随时间(shíjiān)变化的图线中，属4.一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面(píngmiàn)内的固定轴转动，线圈中的感应电动势随时间的变化规律如图所示，下面说法中正确的是()A.T1时刻通过线圈(xiànquān)的磁通量为零B.T2时刻通过线圈(xiànquān)的磁通量的绝对值最大C.T3时刻通过线圈(xiànquān)的磁通量变化率的绝对值最大D.每当e变换方向时，通过线圈(xiànquān)的磁通量的绝对值都为最大DT1T2T3T429第二十九页，共31页。4.一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位A.T1时刻通过线圈(xi5.对于