三、交变电流 (4)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章交变电流,一、交变电流,1,、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),。,2,、直流电：,方向不随时间变化的电流叫做直流电,简称直流（,DC,）。,下列表示交变电流的有（）,例,1,i,i,t,t,i,t,(A),(B),(C),(D),0,0,0,0,t,(E),0,t,CE,i,i,二、交变电流的产生,（交流发电机）,1,、发电机的基本构造,线圈：,转轴垂直于磁场方向,磁极：,磁极间形成匀强磁场,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：,交变电流的产生,1,、在线圈由甲转到乙的过程中，,AB,边中电流向哪个方向流动？,由,BA,2,、在线圈由丙转到丁的过程中，,AB,边电流向哪 个方向流动？,由,AB,线圈经过中性面时，感应电动势为零，感应电流为零。,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,（交流电的一个周期），,两次,经过中性面，交流电的方向改变,两次,。,中性面,A(B),D(C),与磁感线垂直的平面,设线圈平面从中性面开始转动，角速度是,经过时间,t,，,AB,、,CD,宽,L,1,，,AD,、,BC,长,L,2,，,磁感应强度是,B.,B,v,A(B),D(C),t=0,v,11,v,中性面,线圈与中性面的夹角是多少？,AB,边的速度多大？,AB,边速度方向与磁场方向夹角是多大？,AB,边中的感应电动势多大？,线圈中的感应电动势多大？,B,v,A(B),D(C),t=0,v,11,v,三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，,E,m,为电动势的最大值（峰值）,=,NB,S,若为,N,匝线圈,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,正弦式交流电的产生的描述,2,、,E,m,匀速转动过程中能产生电动势的最大值,峰值，,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,e,o,E,m,T/4,2T/4,3T/4,T,/2,3,/2,2,t,t,交流电的图像,四、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,交流发电机,发电机的基本组成,?,发电机的基本种类,?,交流发电机简介,（,1,）发电机的基本组成：,用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）,用来产生磁场的磁极,（,2,）发电机的基本种类,旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）,旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）,无论哪种发电机，转动的部分叫,转子,，,不动的部分叫,定子,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=E,m,sint E,m,=NBS,叫电动势的最大值,i,=,I,m,sint I,m,=E,m,/R,叫电流的最大值,u=U,m,sint U,m,=I,m,R,叫电压的最大值,小结,2,、,产生,：,矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速 转动,E,m,-,E,m,（,1,）线圈与磁感线垂直时,感应电动势,_,磁通量,_,。,是电流方向,_,的位置。,（,2,）当线圈与磁感线平行时：,感应电动势,_,，磁通量,_,。,（,3,）线圈连续匀速转动的过程中：,电流的大小和方向都做,_,变化。,0,e,t,理解,:,最小,最大,最大,最小,发生变化,周期性,2,一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势随时间的变化规律如图所示，下面说法中正确的是,(),：,T,1,时刻通过线圈的磁通量为零；,T,2,时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；,T,3,时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大；,每当,e,变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大,。,答案：,D,练习,一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为,E,m,=400V,，线圈匀速转动的角速度为,=314rad/s,，试写出电动,势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总,电阻为,2000,，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表,达式。,e=E,m,sin,t=400sin314t,解：,电动势瞬时值的表达式为：,电流峰值为：,I,m,=E,m,/R=400V,/,2000,=0.2A,电流瞬时值的表达式为：,i=,I,m,sin,t=2sin314t,