交變電流的產(chǎn)生及描述.ppt

1、交變電流的產(chǎn)生和描述,交變電流的產(chǎn)生,交流發(fā)電機模型,將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖,兩個特殊位置：,第一特殊位置：S,B,中性面特點：,2、導體邊不切割磁感線,1、磁通量最大=max,所以，E感=0，i感=0,即：此時線圈中無電流！,中性面,特點：,2、導體邊垂直切割磁感線,1、磁通量為最小，=0,線圈中有感應電流,E感=nBS，,即：此時線圈中電流最大！,線圈經(jīng)過中性面時，電流將改變方向，線圈轉(zhuǎn)動一周，兩次經(jīng)過中性面，電流方向改變兩次,思考：,在線圈旋轉(zhuǎn)至任何一個非特殊位置時的感應電動勢如何計算？,（,V垂直,以線圈從中性面轉(zhuǎn)動為t=0時刻開始計時，經(jīng)過t時間,V,(1)、正弦交變電流的圖象,3、交

2、變電流的圖像和變化規(guī)律,4、交流發(fā)電機,1、構(gòu)造,2、種類,用來產(chǎn)生感應電動勢的線圈（叫電樞） 用來產(chǎn)生磁場的磁極,旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機（電樞動磁極不動）,旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機（磁極動電樞不動）,無論哪種發(fā)電機，轉(zhuǎn)動的部分叫轉(zhuǎn)子，不動的部分叫定子,(3)、交變電流的種類,(1)正弦交流電,(2)示波器中的鋸齒波掃描電壓,(3)電子計算機中的矩形脈沖,(4)激光通信中的尖脈沖,1在如圖所示的幾種電流隨時間變化的圖線中，屬于交變電流的是 ，屬于正弦交變電流的是 。,A,B,C,D,A B D,A,4、當線圈平面垂直于磁感線時，線圈各邊都不切割磁感線，線圈中沒有感應電流，這樣的位置叫做線圈平面每經(jīng)過中性面一

3、次，感應電流方向就改變一次，因此線圈轉(zhuǎn)動一周，感應電流方向改變,3、交流電的產(chǎn)生：矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的中心軸勻速旋轉(zhuǎn)時，線圈中就會產(chǎn)生,2、交變電流：和 都隨時間做 的電流叫做交變電流電壓和電流隨時間按 變化的交流電叫正弦交流電,大小,方向,正弦規(guī)律,感應電流,中性面,兩次,周期性變化,5、線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動，角速度是，線圈中的感應電動勢的峰值是Em，那么在任一時刻t感應電動勢的瞬時值e為若線圈電阻為，則感應電流的瞬時值為 ,0,Em,e,-Em,t,e=Emsint,i=(Em/R)sint,應用升級 1一只矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速 轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通

4、量隨時間變化的圖像如圖1013甲所示，則下列說法正確的是 (),At0時刻，線圈平面與中性面垂直 Bt0.01 s時刻，的變化率最大 Ct0.02 s時刻，交流電動勢達到最大 D該線圈產(chǎn)生的交流電動勢的圖像如圖乙所示,B,答案：B,如圖1016所示，圖線a是線圈 在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生正 弦交流電的圖象，當調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速 后，所產(chǎn)生正弦交流電的圖象如圖 線b所示，以下關(guān)于這兩個正弦交 流電的說法正確的是() A在圖中t0時刻穿過線圈的磁通量均為零 B線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為32 C交流電a的瞬時值為u10sin 5t(V),【變式1】,圖1016,BCD,解析由圖可知t0時刻時感應電動勢為零

5、，穿過線圈的磁通量最大，選項A錯誤；由圖可知Ta0.4 s，Tb0.6 s，線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比nanbTbTa32，選項B正 答案BCD,典題例析 如圖所示，一矩形線圈abcd放置在勻強磁場中，并繞過ab、cd中點的軸OO以角速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動。若以線圈平面與磁場夾角45時(如圖乙)為計時起點，并規(guī)定當電流自a流向b時電流方向為正。則如圖1017所示的四幅圖中正確的是 (),答案D,二、描述交變電流大小的物理量,線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速旋轉(zhuǎn)時，電動勢最大值：,2、最大值(峰值)：,1、瞬時值,甲、乙圖中電爐燒水,設壺材料相同、水質(zhì)量相等、水的初溫相同若直流電源用10分鐘把水燒開，

6、而第二次用交流電時也用10分鐘把水燒開,3有效值,我的電流是恒定的3A,我10分鐘把水燒開,我10分鐘也把水燒開！,我的電流是變化的,我的電流有效值是3A,3有效值 （1）定義：使交變電流和直流通過相同阻值的電阻，如果它們在相等時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流的數(shù)值叫做這一交變電流的有效值（熱效應相同） （2）說明： 交變電流的有效植根據(jù)電流的熱效應來規(guī)定，與電流的方向無關(guān)，計算電功和熱量必須用有效值 有效值一般與所取時間的長短有關(guān)，在無特別說明時是以一個周期的時間來確定有效值的 交流電壓表和電流表通過交流電時，實際上已經(jīng)由電表內(nèi)部元件把交流電變成了等效的直流，所以讀出的就是交流的有效值，并

7、且電表的指針不會忽左忽右地擺動。,注意：電容器的耐壓值是交流的最大值。,(4)一般用電器上標注的額定值是有效值，而電容器上標注的是最大值,4平均值：,計算通過某導體截面的電量一定要用平均值。,(3)正弦（或余弦）交變電流有效值與最大值之間的關(guān)系,典題例析 一個10 的電阻，它兩端的電壓u隨時間t的變化規(guī)律如圖10110所示，則 (),D,答案D,C,答案：C,典題例析 一個電阻為r、邊長為L的正方形 線圈abcd共N匝，線圈在磁感應強度為B 的勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸OO以 如圖10112所示的角速度勻速轉(zhuǎn)動， 外電路電阻為R。 圖10112,(1)說明此刻線圈感應電流的方向。 (2)線圈

8、轉(zhuǎn)動過程中感應電動勢的最大值有多大？ (3)線圈平面與磁感線夾角為60時的感應電動勢為多大？ (4)設發(fā)電機由柴油機帶動，其他能量損失不計， 線圈轉(zhuǎn)一周，柴油機做多少功？ (5)從圖示位置開始，線圈轉(zhuǎn)過60的過程中通 過R的電量是多少？ (6)圖中電流表和電壓表的示數(shù)各是多少？,電阻為1 的矩形線圈繞垂直于磁場 方向的軸，在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動， 產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的圖 象如圖1018所示現(xiàn)把交流電 加在電阻為9 的電熱絲上，下列 判斷正確的是() A線圈轉(zhuǎn)動的角速度100 rad/s B在t0.01 s時刻，穿過線圈的磁通量最大 C電熱絲兩端的電壓U100 V D電熱絲此時的發(fā)熱功率P1 800 W,【變式】,圖1018,D,答案D