《交變電流是怎么產(chǎn)生的》參考課件1

3.2交變電流是怎樣產(chǎn)生的一、交流發(fā)電機(jī)用來產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的線圈（叫電樞）用來產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁極（基本組成）交流發(fā)電機(jī)模型的原理簡(jiǎn)圖滑環(huán)和電刷（基本種類）旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)(圖a)旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)(圖b)(無論哪種發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)的部分叫轉(zhuǎn)子，不動(dòng)的部分叫定子。)區(qū)別：前者，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不能很高；后者，能克服上述缺點(diǎn)，提供很高的電壓。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)線圈時(shí)，電流計(jì)指針在左右搖動(dòng)，線圈每轉(zhuǎn)一周，指針左右擺動(dòng)一次．1．交變電流：大小和方向都隨時(shí)間作周期變化的電流，叫做交變電流，簡(jiǎn)稱交流．2．閉合的線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生交變電流，但這不是產(chǎn)生交流的唯一方式．（如:旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)）

為了能更方便地說明問題，我們將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖來分析.

特點(diǎn):B⊥S，Φ最大，

E=0,I=0

中性面沒有邊切割磁感應(yīng)線(甲)

abcd特點(diǎn):B∥S，φ=0，E最大，I最大，感應(yīng)電流方向d-c-b-a-d(乙)a（b）、d（c）邊垂直切割磁感應(yīng)線，abcd特點(diǎn):B⊥S，Φ最大，E=0,I=0

中性面沒有邊切割磁感應(yīng)線(丙)abcd特點(diǎn):B∥S，φ=0，E最大，I最大，感應(yīng)電流方向a-b-c-d-aa（b）、d（c）邊垂直切割磁感應(yīng)線，(丁)abcd開始新的周期(戊)

abcd

設(shè)正方形線圈的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中繞垂直于磁場(chǎng)的對(duì)稱軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示，ab和cd邊垂直于紙面，轉(zhuǎn)軸為O．1、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，電流方向改變多少次？2、線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)磁通量最大？這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是最大還是最??？3、線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)磁通量最小？這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是最大還是最??？回答問題：4、試推導(dǎo)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的變化規(guī)律公式。

1．中性面：線圈平面與磁感線垂直的位置叫做中性面．

（1）線圈經(jīng)過中性面時(shí)，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為零（ab和cd邊都不切割磁感線），線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零．

（2）線圈經(jīng)過中性面時(shí)，電流將改變方向，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，兩次經(jīng)過中性面，電流方向改變兩次．三．交變電流的變化規(guī)律

(數(shù)學(xué)表達(dá)式)

以線圈經(jīng)過中性面開始計(jì)時(shí)，在時(shí)刻t線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（ab和cd邊切割磁感線）所以當(dāng)ωt=π/2時(shí)則有

e為電動(dòng)勢(shì)在時(shí)刻t的瞬時(shí)值，Em為電動(dòng)勢(shì)的最大值（峰值）.=NBωS

成立條件：轉(zhuǎn)軸垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)，經(jīng)中性面時(shí)開始計(jì)時(shí)．

（1）電動(dòng)勢(shì)按正弦規(guī)律變化（2）電流按正弦規(guī)律變化

（3）電路上的電壓按正弦規(guī)律變化

電流通過R時(shí)：

(正弦交變電流的圖象)eoEmT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωttabcdKLABabcdKLABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB小結(jié)：1、交流發(fā)電機(jī)有兩種，即

和

其中轉(zhuǎn)動(dòng)的部分叫

，不動(dòng)的部分叫

。2、正弦交變電流的變化規(guī)律：（1）方向變化規(guī)律--當(dāng)線圈平面垂直于磁感線時(shí)，線圈各邊都不切割磁感線，線圈中沒有感應(yīng)電流，這樣的位置叫做

．線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流方向就改變一次，因此線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流方向改變

．（2）大小變化規(guī)律--按正弦規(guī)律變化：

e=EmsinωtEm=NBSω叫電動(dòng)勢(shì)的最大值

i=ImsinωtIm=Em/R叫電流的最大值

u=UmsinωtUm=ImR叫電壓的最大值

中性面兩次旋轉(zhuǎn)磁極式旋轉(zhuǎn)電樞式轉(zhuǎn)子定子

例題:一矩形線圈，面積為s，匝數(shù)為N，在場(chǎng)強(qiáng)為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞著中軸oo’做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω，磁場(chǎng)方向與轉(zhuǎn)軸垂直，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到中性面開始計(jì)時(shí)，求：（1）線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值？（2）線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的表達(dá)式？（3）若線圈中的電阻為R，則線圈中的電流的最大值為多少？（4）線圈中的電流瞬時(shí)表達(dá)式？練習(xí):1.對(duì)于正弦交流電，下列說法正確的是（）

A.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，電流大小改變兩次

B.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，電流大小不變

C.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，電流大小隨時(shí)改變

D.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，電流大小改變四次2.手搖發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小燈泡為何一閃一閃的呢？（1）燈泡發(fā)光需要一定的電壓，當(dāng)U定>Um時(shí)，就能使燈泡發(fā)光。（2）如