交变电流

(共36张PPT)
一、交变电流的产生和变化规律
第五章 交变电流
直流电:电流方向不随时间而改变
交流电流是怎样产生的？
1、交流发电机的基本结构
交流发电机模型的原理简图
如何实现电流大小和方向都改变
交流发电机模型的原理简图
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．
交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流，简称交流 ．(AC)
2、交流电流的产生过程
矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动
(甲)
特点: B⊥S， Φ最大，
E=0 , I=0 中性面
没有边切割磁感应线
特点:B∥S，φ=0，E最大，I最
大，感应电流方向b到a
(乙)
a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线，
(丙)
特点:B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0
中性面
没有边切割磁感应线
特点:B∥S，φ=0，E最大，I最
大，感应电流方向a到b
a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线，
(丁)
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．
e
o
Em
T/4
2T/4
3T/4
T
π/2
π
3π/2
2π
ωt
t
a
b
c
d
K
L
A
B
a
b
c
d
K
L
A
B
a
b
c
d
k
L
A
B
a
b
c
d
k
L
A
B
a
b
c
d
k
L
A
B
　交流电的图像
二．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 ）
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）．
=NB ωS
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：
三、其它交变电流波形图
１、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．
２、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　　　　　　　．
３、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　　　　．
大小
方向
周期性变化
正弦规律
感应电流
中性面
两次
４、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Ｒ，则感应电流的瞬时值Ｉ为　　　　　　　　．
0
Em
e
-Em
t
e= Emsinωt
i= (Em/R)·sinωt
交流发电机简介
５、交流发电机有两种，即 　　　　　　 　
和　　　　　　．其中转动的部分叫　　　，不动的部分叫　　　　　　．发电机转子是由　　　　　　、　　　　　　或其它动力机带动．
旋转磁极式
旋转电枢式
转子
定子
水轮机、
蒸汽轮机
如图所示，在场强为B的匀强磁场中，矩形线圈ab边长为L1，bc边长为L2，逆时针绕中轴匀速转动，角速度为ω，从垂直磁感线开始计时，经过时间是t，线圈中的感应电动势是多少？
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