《交变电流是怎么产生的》参考课件1

3.2交变电流是怎样产生的一、交流发电机用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）用来产生磁场的磁极（基本组成）交流发电机模型的原理简图滑环和电刷（基本种类）旋转电枢式发电机(图a)旋转磁极式发电机(图b)(无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子。)区别：前者，感应电动势不能很高；后者，能克服上述缺点，提供很高的电压。实验现象：缓慢转动线圈时，电流计指针在左右摇动，线圈每转一周，指针左右摆动一次．1．交变电流：大小和方向都随时间作周期变化的电流，叫做交变电流，简称交流．2．闭合的线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生交变电流，但这不是产生交流的唯一方式．（如:旋转磁极式发电机）

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.

特点:B⊥S，Φ最大，

E=0,I=0

中性面没有边切割磁感应线(甲)

abcd特点:B∥S，φ=0，E最大，I最大，感应电流方向d-c-b-a-d(乙)a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线，abcd特点:B⊥S，Φ最大，E=0,I=0

中性面没有边切割磁感应线(丙)abcd特点:B∥S，φ=0，E最大，I最大，感应电流方向a-b-c-d-aa（b）、d（c）边垂直切割磁感应线，(丁)abcd开始新的周期(戊)

abcd

设正方形线圈的边长为L，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，如图所示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．1、线圈转动一周，电流方向改变多少次？2、线圈转到什么位置时磁通量最大？这时感应电动势是最大还是最小？3、线圈转到什么位置时磁通量最小？这时感应电动势是最大还是最小？回答问题：4、试推导感应电动势大小的变化规律公式。

1．中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面．

（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，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．

（2）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次．三．交变电流的变化规律

(数学表达式)

以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中的感应电动势（ab和cd边切割磁感线）所以当ωt=π/2时则有

e为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值（峰值）.=NBωS

成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时．

（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：

(正弦交变电流的图象)eoEmT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωttabcdKLABabcdKLABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB小结：1、交流发电机有两种，即

和

其中转动的部分叫

，不动的部分叫

。2、正弦交变电流的变化规律：（1）方向变化规律--当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做

．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，因此线圈转动一周，感应电流方向改变

．（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叫电流的最大值

u=UmsinωtUm=ImR叫电压的最大值

中性面两次旋转磁极式旋转电枢式转子定子

例题:一矩形线圈，面积为s，匝数为N，在场强为B的匀强磁场中绕着中轴oo’做匀速转动，角速度为ω，磁场方向与转轴垂直，当线圈转到中性面开始计时，求：（1）线圈中感应电动势的最大值？（2）线圈中感应电动势随时间变化的表达式？（3）若线圈中的电阻为R，则线圈中的电流的最大值为多少？（4）线圈中的电流瞬时表达式？练习:1.对于正弦交流电，下列说法正确的是（）

A.线圈转动一周，电流大小改变两次

B.线圈转动一周，电流大小不变

C.线圈转动一周，电流大小随时改变

D.线圈转动一周，电流大小改变四次2.手摇发电机转动时，小灯泡为何一闪一闪的呢？（1）灯泡发光需要一定的电压，当U定>Um时，就能使灯泡发光。（2）如