《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（基本組成）交流發(fā)電機模型的原理簡圖滑環(huán)和電刷（基本種類）旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(圖a)旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(圖b)(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。)區(qū)別：前者，感應(yīng)電動勢不能很高；后者，能克服上述缺點，提供很高的電壓。實驗現(xiàn)象：緩慢轉(zhuǎn)動線圈時，電流計指針在左右搖動，線圈每轉(zhuǎn)一周，指針左右擺動一次．1．交變電流：大小和方向都隨時間作周期變化的電流，叫做交變電流，簡稱交流．2．閉合的線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動時，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）

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: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: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: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: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)正方形線圈的邊長為L，在勻強磁場B中繞垂直于磁場的對稱軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，如圖所示，ab和cd邊垂直于紙面，轉(zhuǎn)軸為O．1、線圈轉(zhuǎn)動一周，電流方向改變多少次？2、線圈轉(zhuǎn)到什么位置時磁通量最大？這時感應(yīng)電動勢是最大還是最小？3、線圈轉(zhuǎn)到什么位置時磁通量最??？這時感應(yīng)電動勢是最大還是最??？回答問題：4、試推導(dǎo)感應(yīng)電動勢大小的變化規(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，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），線圈中的電動勢為零．

（2）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．三．交變電流的變化規(guī)律

(數(shù)學(xué)表達式)

以線圈經(jīng)過中性面開始計時，在時刻t線圈中的感應(yīng)電動勢（ab和cd邊切割磁感線）所以當(dāng)ωt=π/2時則有

e為電動勢在時刻t的瞬時值，Em為電動勢的最大值（峰值）.=NBωS

成立條件：轉(zhuǎn)軸垂直勻強磁場，經(jīng)中性面時開始計時．

（1）電動勢按正弦規(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：

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

和

其中轉(zhuǎn)動的部分叫

，不動的部分叫

。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，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叫電動勢的最大值

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，在場強為B的勻強磁場中繞著中軸oo’做勻速轉(zhuǎn)動，角速度為ω，磁場方向與轉(zhuǎn)軸垂直，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到中性面開始計時，求：（1）線圈中感應(yīng)電動勢的最大值？（2）線圈中感應(yīng)電動勢隨時間變化的表達式？（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）線圈中的電流瞬時表達式？練習(xí):1.對于正弦交流電，下列說法正確的是（）

A.線圈轉(zhuǎn)動一周，電流大小改變兩次

B.線圈轉(zhuǎn)動一周，電流大小不變

C.線圈轉(zhuǎn)動一周，電流大小隨時改變

D.線圈轉(zhuǎn)動一周，電流大小改變四次2.手搖發(fā)電機轉(zhuǎn)動時，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，就能使燈泡發(fā)光。（2）如