交變電流(公開課)

1、第五章交變電流第五章交變電流 一、交變電流一、交變電流1 1、交變電流、交變電流：大小和方向都隨時間做周期性大小和方向都隨時間做周期性變化的電流叫做交變電流變化的電流叫做交變電流,簡簡稱交流稱交流(AC)。2 2、直流電：、直流電：方向不隨時間變化的電流叫方向不隨時間變化的電流叫做直流電做直流電,簡稱直流（簡稱直流（DC）。）。交變電流可以轉(zhuǎn)變成直流，實驗室交變電流可以轉(zhuǎn)變成直流，實驗室學(xué)生電源就有這種功能。學(xué)生電源就有這種功能。 二、交變電流的產(chǎn)生二、交變電流的產(chǎn)生（交流發(fā)電機(jī)）（交流發(fā)電機(jī)）1 1、發(fā)電機(jī)的基本構(gòu)造、發(fā)電機(jī)的基本構(gòu)造線圈：線圈：轉(zhuǎn)軸垂直于磁場方向轉(zhuǎn)軸垂直于磁場方向磁極：磁極

2、：磁極間形成勻強磁極間形成勻強磁場磁場為什么矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動為什么矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時線圈里能產(chǎn)生交變電流？時線圈里能產(chǎn)生交變電流？ 交變電流的產(chǎn)生交變電流的產(chǎn)生A(B)D(C)A(B)D(C)D(C)A(B)BD(C)A(B)BA(B)D(C)A(B)D(C)D(C)A(B)BD(C)A(B)B在線圈的轉(zhuǎn)動過程中，穿過線圈的磁通量、線在線圈的轉(zhuǎn)動過程中，穿過線圈的磁通量、線圈中的感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流有什么特點？圈中的感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流有什么特點？線圈經(jīng)過甲、線圈經(jīng)過甲、丙位置時，電丙位置時，電流方向發(fā)生改流方向發(fā)生改變。變。線圈經(jīng)過中性面時，感應(yīng)電動勢為零，線圈經(jīng)過中

3、性面時，感應(yīng)電動勢為零，感應(yīng)電流為零。感應(yīng)電流為零。線圈每經(jīng)過中性面一次，交流電方向改線圈每經(jīng)過中性面一次，交流電方向改變變一次一次，線圈每轉(zhuǎn)動，線圈每轉(zhuǎn)動一周一周（交流電的一個（交流電的一個周期）周期） ，兩次兩次經(jīng)過中性面，交流電的方向經(jīng)過中性面，交流電的方向改變改變兩次兩次。中性面中性面A(B)D(C)與磁感線垂直的平面與磁感線垂直的平面 設(shè)線圈平面從中性面開始轉(zhuǎn)動，設(shè)線圈平面從中性面開始轉(zhuǎn)動，角速度是角速度是經(jīng)過時間經(jīng)過時間t t，ABAB、CDCD寬寬L L1 1，ADAD、BCBC長長L L2 2 ，磁感應(yīng)強度是磁感應(yīng)強度是B.B.BvA(B)D(C)t=0v11v中性面中性面線圈

4、與中性面的夾角是多少？線圈與中性面的夾角是多少？AB邊的速度多大？邊的速度多大？AB邊速度方向與磁場方向夾角是多大？邊速度方向與磁場方向夾角是多大？AB邊中的感應(yīng)電動勢多大？邊中的感應(yīng)電動勢多大？線圈中的感應(yīng)電動勢多大？線圈中的感應(yīng)電動勢多大？tt22LVtLBLVBLesin2sin2111tSBtLBLesinsin2221三交變電流的變化規(guī)律三交變電流的變化規(guī)律 以線圈經(jīng)過中性面開始計時，在時刻以線圈經(jīng)過中性面開始計時，在時刻t t線圈中的線圈中的感應(yīng)電動勢（感應(yīng)電動勢（ABAB和和CDCD邊切割磁感線邊切割磁感線 ）tBSesintNBSesin所以mE令則有 tEemsine為電動勢

5、在時刻t的瞬時值，Em為電動勢的最大值（峰值）=NBSNBS若為若為N N匝線圈匝線圈sinmetE1、矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動時，所產(chǎn)、矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動時，所產(chǎn)生的交變電流按照正弦函數(shù)的規(guī)律變化生的交變電流按照正弦函數(shù)的規(guī)律變化正弦式交流電正弦式交流電正弦式交流電的產(chǎn)生的描述正弦式交流電的產(chǎn)生的描述2、Em勻速轉(zhuǎn)動過程中能產(chǎn)生電動勢的最大值勻速轉(zhuǎn)動過程中能產(chǎn)生電動勢的最大值峰值，峰值， 為線圈轉(zhuǎn)動的角速度為線圈轉(zhuǎn)動的角速度3、此表達(dá)形式僅在從中性面開始計時的情況下成立、此表達(dá)形式僅在從中性面開始計時的情況下成立e為瞬時值為瞬時值4、若該線圈

6、給外電阻、若該線圈給外電阻R供電，設(shè)線圈本身電阻為供電，設(shè)線圈本身電阻為r，由閉合電路歐，由閉合電路歐姆定律姆定律eiRrsinmtRrEsinmtIR兩端的電壓為兩端的電壓為sinmutUeoEmT/4T/42T/42T/43T/43T/4T T/2/23 3/2/22 2tt t交流電的圖像交流電的圖像 四、交變電流的種類四、交變電流的種類(1)(1)正弦交流電正弦交流電(2)(2)示波器中的鋸齒波掃描電壓示波器中的鋸齒波掃描電壓(3)(3)電子計算機(jī)中的矩形脈沖電子計算機(jī)中的矩形脈沖(4)(4)激光通信中的尖脈沖激光通信中的尖脈沖交流發(fā)電機(jī)交流發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)的基本組成發(fā)電機(jī)的基本組成?發(fā)電

7、機(jī)的基本種類發(fā)電機(jī)的基本種類?交流發(fā)電機(jī)簡介 （1）發(fā)電機(jī)的基本組成：）發(fā)電機(jī)的基本組成： 用來產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的線圈（叫電樞）用來產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的線圈（叫電樞） 用來產(chǎn)生磁場的磁極用來產(chǎn)生磁場的磁極 （2）發(fā)電機(jī)的基本種類）發(fā)電機(jī)的基本種類 旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)（電樞動磁極不動）旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)（電樞動磁極不動） 旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)（磁極動電樞不動）旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)（磁極動電樞不動）無論哪種發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)動的部分叫無論哪種發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)動的部分叫轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子，不動的部分叫不動的部分叫定子定子1 1、交變電流交變電流：大小和方向都隨時間作周期性變化的電流。：大小和方向都隨時間作周期性變化的電流。3 3、交變電流的

8、變化規(guī)律：、交變電流的變化規(guī)律：（1 1）方向變化規(guī)律方向變化規(guī)律-線圈平面每經(jīng)過線圈平面每經(jīng)過中性面中性面一次，一次，感應(yīng)電流的感應(yīng)電流的方向就改變方向就改變一次；線圈轉(zhuǎn)動一次；線圈轉(zhuǎn)動一周一周，感應(yīng)電，感應(yīng)電流的方向改變流的方向改變兩次兩次。 （2 2）大小變化規(guī)律）大小變化規(guī)律-按按正弦規(guī)律正弦規(guī)律變化：變化： e=Emsint Em=NBS叫電動勢的最大值叫電動勢的最大值 i=Imsint Im=Em/R叫電流的最大值叫電流的最大值 u=Umsint Um=ImR叫電壓的最大值叫電壓的最大值 小結(jié)小結(jié)2、產(chǎn)生產(chǎn)生：矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場

9、的軸勻速 轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動Em- EmsinmeEt（1 1）線圈與磁感線垂直時）線圈與磁感線垂直時感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢_, ,磁通量磁通量_。是電流方向是電流方向_的位置。的位置。（2 2）當(dāng)線圈與磁感線平行時：）當(dāng)線圈與磁感線平行時：感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢_，磁通量，磁通量_。（3 3）線圈連續(xù)勻速轉(zhuǎn)動的過程中：）線圈連續(xù)勻速轉(zhuǎn)動的過程中：電流的大小和方向都做電流的大小和方向都做_變化。變化。04T34Tet2TT最小最小最大最大最大最大最小最小發(fā)生變化發(fā)生變化周期性周期性下列表示交變電流的有（下列表示交變電流的有（ ）例例1iittit(A)(B)(C)(D)0000t(E)0teuCE2 一矩形線圈繞垂直于勻強磁場并位于線圈平一矩形線圈繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感應(yīng)電動勢隨時面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感應(yīng)電動勢隨