(共36张PPT)
交流发电机的原理
由法拉第电磁感应定律可知：只要穿过闭合
回路的磁通量发生变化，就可以产生感应电
动势和感应电流。
怎样能使穿过闭合回路的磁通量发生变化
让闭合导体与磁极做相对运动
交流发电机的组成
交流发电机主要由线圈（电枢）和磁极组成，
磁极有的使用永久磁铁，有的使用电磁铁。用
电磁铁做磁极的发电机叫做励磁发电机
交流发电机的分类
磁极固定不动，让电枢在磁极中旋转，这种
电动机称为旋转电枢式发电机。反之，电枢
不动，让磁极在电枢中旋转，称为旋转磁极
式发电机。
不论哪一种发电机，转动的部分叫转子，固定
不动的部分叫定子。
如何实现电流大小和方向都改变
电刷
滑环
交变电流的产生原理
演示实验：注意观察电流表打针的偏转情况。
交变电流的产生原理
实验结论：交流电的大小和方向是不断变化的，
线圈在磁场中每旋转一周，电流表指针就左右
摆动一次，它的大小和方向都随时间做周期性
变化。
中性面
线框平面与磁感线垂直位置。
（1）
（2）每经过中性面一次，
方向就改变一次。
特点
交变电流的产生原理
特点: B⊥S， Φ最大，
E=0 , I=0 中性面
没有边切割磁感应线
交变电流的产生原理
特点:B∥S，φ=0，E最大，I最
大，感应电流方向d→c→ b→a
a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线，
交变电流的产生原理
特点:B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0
中性面
没有边切割磁感应线
交变电流的产生原理
特点:B∥S，φ=0，E最大，I最
大，感应电流方向a→b→ c→d
a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线，
讨论与交流
能否从磁通量变化的角度，应用楞次定律来说明线圈在磁场中连续转动时，感应电流的大小和方向为什么都会随时间做周期性变化、
设矩形线圈的ab边长为L1，ad边长为L2在匀强磁场B中绕垂直于磁场的对称轴以角速度w匀速转动，如图所示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．
交变电流的变化规律
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
令
则有
e为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值．
交变电流的变化规律
注意：与线圈的形状、转轴的位置无关。
成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面 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：
交变电流的变化规律
交变电流的变化规律
课堂互动讲练
对中性面特点的认识
在交变电流的产生实验中，关于中性面，下列说法不正确的是( )
A．此时线圈各边都不切割磁感线，感应电流等于零
B．磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以磁通量最大，磁通量的变化率最大
C．线圈平面每次经过中性面时，感应电流的方向一定会发生改变
D．线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，磁通量的变化率最大，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变
例1
【答案】 B
交变电流瞬时值的计算
例2
图3－2－9
【答案】 (1)e＝50sin10πt V (2)43.3 V
【方法总结】 交变电流瞬时表达式问题的破解程序：①观察线圈的转动轴是否与磁感线垂直；②从中性面开始计时，电动势是按正弦规律变化；从线圈转到与磁感线平行时开始计时，电动势是按余弦规律变化；③计算电动势最大值和角速度ω，写出电动势的瞬时表达式．
交变电流图象的理解及应用
例3
(2010年高考广东理综卷改编)如图3－2－10是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的( )
图3－2－10
A．周期是0.01 s
B．最大值是311 V
C．有效值是311 V
D．表达式为u＝220sin100πt(V)
【答案】 B
变式训练 一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电动势的图象如图3－2－11所示，则( )
图3－2－11
