第五章《交变电流》.ppt

第五章《交变电流》
第一节 《交变电流》
2020-12-11
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一、交变电流的概念
1、直流电流(DC) 方向不随时间变化的电流
2、交变电流(AC) 大小和方向都随时间做周期性变化的电流
交变电流可以变成直流！
交变电流是如何产生的呢？
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二、交变电流的产生
交 流 发 电 机 模 型
对值最小
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e
Em
0 t1 t2
t3 t4
t
-Em 谢谢你的观赏
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5.1交变电流 小结
1、知道交变电流定义（AC）：大小和方向都随时间作周期性变 化的电流。方向不随时间变化的电流为直流电（DC）。辨析电流 图2、。理解交变电流产生的过程：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场 的轴匀速转动产生正弦式交变电流。能画出四幅过程图。 垂直 磁场方向的平面叫做中性面。 （重点） 3、推导和理解交变电流的变化规律：（重难点） （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。 φ 最大，△φ/△t =0最小，感应电动势最小E=0
线圈中的感应电动势的峰值是Em，那么在
任一时刻t感应电动势的瞬时值e
为 e=Emsinωt ．若电路总电阻为Ｒ，则
感应电流的瞬时值Ｉ为 i=(Em/R)·sinωt．
e
Em
0
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-Em
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t
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六、交流发电机
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6、一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线
圈平面的固定轴转动,线圈中的感应电动势e随时
间t的变化如图所示,下面说法中正确的是 C
A.t1时刻通过线圈的磁通量为零 B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 C.t3时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 D.每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝
2、电流按正弦规律变化 i Im sin t
3、电压按正弦规律变化 u Um sin t
电流i通过R时：u iR，Um ImR.
成立条件：
转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时
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四、交流电的图像
b
c
c
d
a
d
k
L
A
B
b
K L
A
a
B
c
b
b
a
dk
a
A
L
B
c
K L
A d
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1、组成：①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢） ②用来产生磁场的磁极
2、种类 ①旋转电枢式发电机 ②旋转磁极式发电机转 动的部分叫转子，不动的部分叫定子
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５、交流发电机有两种， 即 旋转磁极式 、旋转电枢式 ．其 中转动的部分叫 转子 ，不动的部 分叫 定子 ．发电机转子是 由 水轮机 、蒸汽轮机 或其它动 力机带动
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判断此位置有没有感应电流，方向怎么样？
N
b
a d
S
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c a
V
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N
V
d
S
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B∥S Φ=0 E最大 I最大
感应电流方向a到b
线圈与磁场平行时，Φ最小，
但线圈中的电动势最大 (V⊥B)
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判断此位置有没有感应电流，方向怎么样？
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做一做
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二、交变电流的产生
1、线圈在匀强磁场中绕垂直于
磁场的轴匀速转动
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2、过程分析
（1）在线圈转动的过程中，那些边会产生感应电动势？
ab边 cd边
（2）怎样将立体图转化为平面图？
2020-12-11
Fra Baidu bibliotek
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将立体图转化为平面图
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2、过程分析
B⊥S Φ最大 E=0 I=0 中性面
垂直磁场方向的平面叫做中性面。
线圈经过中性面时，Φ最大，
但线圈中的电动势为零 (V // B)
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（2）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈 转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两 次．
2.线圈平行与磁感线时，φ=0,△φ/△t最大，感应电
动势最大。
2020-12-11
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三、交变电流的变化规律
以线圈经过中性面开始计时，切割边L1，另一边L2,推
导任意时刻t线圈中的感应电动势（演示 ）
线圈转到甲、丙位置时线圈中没有电流；
2020-12-11 转到乙、丁位置谢谢时你的线观赏圈中电流最大！
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思考与讨论
线圈转动一周，
多少次经过中性面?
电流方向改变多少次?
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c(d)
O a(b)
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2020-12-11
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1.中性面：垂直磁场方向的平面．
（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大 φ=BS，但△φ/△t =0最小，（ ab和cd边都不切割 磁感线），线圈中的感应电动势为零．
NN
SS
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B⊥S Φ最大 V // B E=0 I=0
中性面
B∥S Φ=0 V⊥B E、I最大
感应电流方向b到a
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（3）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a→b 丙转到丁呢？ 由b→a
（4）线圈转到什么位置，电流最小（没有电流）？ 线圈转到什么位置，电流最大？
(4)激光通信中的尖脉冲
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课堂练习
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．电压和电流随时间按 正弦规律变化的交流电叫正弦交流电
２、交流电的产生：矩形线圈在匀 强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速旋
转时，线圈中就产生 正弦交流电 ．
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B
b
c
a
d
k
L
A
B
e
Em
o
T/4
π/2
2T/4
3T/4
π
3π/2
T
t
2π ωt
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四、交流电的图像
e
Em
0
t
-Em
i
Im
0
t
-Im
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五、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
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３、当线圈平面垂直于磁感线时， 线圈各边都不切割磁感线，线圈中没 有感应电流，这样的位置叫 做 中性面 ．线圈平面每经过中性面 一次，感应电流方向就改变一次，因 此线圈转动一周，感应电流方向改 变 两次 ．
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４、线圈从中性面开始转动，角速度是ω，
e 2NBL1vsin t
又v L2
2
∴ e NBL1L2 sin t
令Em NBL1L2=NBSω
则有 e Em sin t
e为电动势在时刻t的瞬时值，
2E020m-12为-11 电动势的最大值谢谢（你的观峰赏 值）NBSω
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1、电动势按正弦规律变化
E nBS max
e Em sin t