人教版选修3－2　5．1交变电流（共19张PPT）

(共19张PPT)
5.1　交变电流
利用传感器可以在荧光屏上绘出电压随时间（或电流）随时间变化图像，这样的图像称为波形图。
波形图
一、交变电流
交变电流：
大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流,简称交流(AC)。
直流电：
方向不随时间变化的电流叫做直流电,简称直流（DC）。


i
t


0


i
t





t
0
二、交变电流的产生
（一）交流发电机的基本构造
1.线圈：
转轴垂直于磁场方向
2.磁极：
磁极间形成匀强磁场
实验观察
2、电流表指针偏转情况
1、灯泡亮度变化情况
闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，观察：
问题：为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流？
交变电流产生示意图：
（二）交变电流的产生过程
AB、CD段导线切割磁感线
中性面：
与磁感线垂直的平面










A(B)
D(C)
v
v

中性面




电流沿DCBA方向
甲
乙













A(B)
D(C)
v
v








v
v




A(B)
D(C)


电流沿DCBA
方向
乙
丙













D(C)
A(B)
v
v








v
v




A(B)
D(C)



丙
丁

电流沿ABCD
方向











D(C)
A(B)
v
v








v
v




D(C)
A(B)

电流沿ABCD
方向



丁
甲











A(B)
D(C)
v
v








v
v




D(C)
A(B)


问题：当线圈转到什么位置时电流方向发生改变？转到什么位置时没有电流？转到什么位置时电流最大?










A(B)
D(C)
v
v








v
v




A(B)
D(C)
1.线圈经过中性面时，磁通量最大，感应电动势为零，感应电流为零。
2.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。
3.线圈与磁感线平行时（与中性面垂直） ，磁通量为零，感应电动势最大，感应电流最大。
（三）线圈在中性面、中性面的垂直位置的特征
三．交变电流的变化规律
以线圈经过中性面开始计时，研究在时刻t时，线圈中的感应电动势的大小（AB和CD边切割磁感线 ）

A（B）
D（C）












A(B)
D(C)
v
v

中性面
三．交变电流的变化规律
以线圈经过中性面开始计时，研究在时刻t时，线圈中的感应电动势的大小（AB和CD边切割磁感线 ）
所以
则有
表达式中：
e为感应电动势在时刻t的瞬时值，
Em为感应电动势的最大值（峰值）．
若为N匝线圈
令










A(B)
D(C)
v
v

中性面
1、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动时，所产生的交变电流按照正弦函数的规律变化——正弦式交流电
2、Em匀速转动过程中能产生电动势的最大值——峰值，
ω为线圈转动的角速度
3、此表达形式仅在从中性面开始计时的情况下成立
e为瞬时值
4、若该线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为r，由闭合电路欧姆定律
R两端的电压为
理解
四、正弦交变电流的图象



e
o






Em
T/4
2T/4
3T/4
T
π/2
π
3π/2
2π
ωt
t





四、正弦交变电流的图象
五、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、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=Emsinωt Em=NBSω叫电动势的最大值
i=Imsinωt Im=Em/R叫电流的最大值
u=Umsinωt Um=ImR叫电压的最大值

小结
2、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动