交变电流的产生及描述.ppt

1、交变电流的产生和描述,交变电流的产生,交流发电机模型,将立体图转化为平面图,两个特殊位置：,第一特殊位置：S,B,中性面特点：,2、导体边不切割磁感线,1、磁通量最大=max,所以，E感=0，i感=0,即：此时线圈中无电流！,中性面,特点：,2、导体边垂直切割磁感线,1、磁通量为最小，=0,线圈中有感应电流,E感=nBS，,即：此时线圈中电流最大！,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,思考：,在线圈旋转至任何一个非特殊位置时的感应电动势如何计算？,（,V垂直,以线圈从中性面转动为t=0时刻开始计时，经过t时间,V,(1)、正弦交变电流的图象,3、交

2、变电流的图像和变化规律,4、交流发电机,1、构造,2、种类,用来产生感应电动势的线圈（叫电枢） 用来产生磁场的磁极,旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）,旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）,无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子,(3)、交变电流的种类,(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,1在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是 ，属于正弦交变电流的是 。,A,B,C,D,A B D,A,4、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

3、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,3、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会产生,2、交变电流：和 都随时间做 的电流叫做交变电流电压和电流随时间按 变化的交流电叫正弦交流电,大小,方向,正弦规律,感应电流,中性面,两次,周期性变化,5、线圈从中性面开始转动，角速度是，线圈中的感应电动势的峰值是Em，那么在任一时刻t感应电动势的瞬时值e为若线圈电阻为，则感应电流的瞬时值为 ,0,Em,e,-Em,t,e=Emsint,i=(Em/R)sint,应用升级 1一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速 转动，穿过线圈的磁通

4、量随时间变化的图像如图1013甲所示，则下列说法正确的是 (),At0时刻，线圈平面与中性面垂直 Bt0.01 s时刻，的变化率最大 Ct0.02 s时刻，交流电动势达到最大 D该线圈产生的交流电动势的图像如图乙所示,B,答案：B,如图1016所示，图线a是线圈 在匀强磁场中匀速转动时所产生正 弦交流电的图象，当调整线圈转速 后，所产生正弦交流电的图象如图 线b所示，以下关于这两个正弦交 流电的说法正确的是() A在图中t0时刻穿过线圈的磁通量均为零 B线圈先后两次转速之比为32 C交流电a的瞬时值为u10sin 5t(V),【变式1】,图1016,BCD,解析由图可知t0时刻时感应电动势为零

5、，穿过线圈的磁通量最大，选项A错误；由图可知Ta0.4 s，Tb0.6 s，线圈先后两次转速之比nanbTbTa32，选项B正 答案BCD,典题例析 如图所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO以角速度逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角45时(如图乙)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正。则如图1017所示的四幅图中正确的是 (),答案D,二、描述交变电流大小的物理量,线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时，电动势最大值：,2、最大值(峰值)：,1、瞬时值,甲、乙图中电炉烧水,设壶材料相同、水质量相等、水的初温相同若直流电源用10分钟把水烧开，

6、而第二次用交流电时也用10分钟把水烧开,3有效值,我的电流是恒定的3A,我10分钟把水烧开,我10分钟也把水烧开！,我的电流是变化的,我的电流有效值是3A,3有效值 （1）定义：使交变电流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相等时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交变电流的有效值（热效应相同） （2）说明： 交变电流的有效植根据电流的热效应来规定，与电流的方向无关，计算电功和热量必须用有效值 有效值一般与所取时间的长短有关，在无特别说明时是以一个周期的时间来确定有效值的 交流电压表和电流表通过交流电时，实际上已经由电表内部元件把交流电变成了等效的直流，所以读出的就是交流的有效值，并

7、且电表的指针不会忽左忽右地摆动。,注意：电容器的耐压值是交流的最大值。,(4)一般用电器上标注的额定值是有效值，而电容器上标注的是最大值,4平均值：,计算通过某导体截面的电量一定要用平均值。,(3)正弦（或余弦）交变电流有效值与最大值之间的关系,典题例析 一个10 的电阻，它两端的电压u随时间t的变化规律如图10110所示，则 (),D,答案D,C,答案：C,典题例析 一个电阻为r、边长为L的正方形 线圈abcd共N匝，线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO以 如图10112所示的角速度匀速转动， 外电路电阻为R。 图10112,(1)说明此刻线圈感应电流的方向。 (2)线圈

8、转动过程中感应电动势的最大值有多大？ (3)线圈平面与磁感线夹角为60时的感应电动势为多大？ (4)设发电机由柴油机带动，其他能量损失不计， 线圈转一周，柴油机做多少功？ (5)从图示位置开始，线圈转过60的过程中通 过R的电量是多少？ (6)图中电流表和电压表的示数各是多少？,电阻为1 的矩形线圈绕垂直于磁场 方向的轴，在匀强磁场中匀速转动， 产生的交变电动势随时间变化的图 象如图1018所示现把交流电 加在电阻为9 的电热丝上，下列 判断正确的是() A线圈转动的角速度100 rad/s B在t0.01 s时刻，穿过线圈的磁通量最大 C电热丝两端的电压U100 V D电热丝此时的发热功率P1 800 W,【变式】,图1018,D,答案D