高中物理高二物理选修 交变电流 ppt

0.0628V 线圈平面与磁场方向平行。
2. 如图所示：匝数为N、面积 为S的矩形线圈在匀强磁场B中 匀速转动，角速度为ω，求线 ω 圈从图示位置转过180度时间 内的平均感应电动势。
. .E .
平均 =
S ω/π 2NB
交流发电机简介
５、交流发电机有两种，即 旋转磁极式
和 由
旋转电枢式 ．其中转动的部分叫
e=Emsinωt
i=Imsinωt
Em=NBSω叫电动势的最大值
Im=Em/R叫电流的最大值
u=Umsinωt
Um=ImR叫电压的最大值
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 垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈 中就会产生 感应电流 ． 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 ．
四、交流电的图像
b
c d
c
b K L B A d L
c
b a a
b
b
c
a
d
k
L
k A
c K L B A d L
a
d
A
k B
A
B
a
B
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 (4)激光通信中的尖脉冲
小结
1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。 2、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动 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：
5.1 交 变 电 流
直流电(DC) 电流方向不随时间而改变
一、交变电流
按下图所示进行实验演示
交变电流(AC)
• 交变电流(交流):大小和方向都随 时间做周期性变化的电流.
交流发电机模型的原理简图
二、交变电流的产生
矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁 场的轴匀速转动
为了能更方便地说明问题，我们将立体图转 化为平面图来分析.
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 ）
L v 2
e 2NBLv sin t
所以 e
NBL s来自百度文库n t
2
令 Em NBL2=NB ωS
则有 e Em sin t
e为电动势在时刻t的瞬时值， Em为电动势的最大值（峰值）．
（1）电动势按正弦规律变化
e Em sin t
• 成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性 面时开始计时．
（2）电流按正弦规律变化
i I m sin t
（3）电路上的电压按正弦规 律变化
u U m sin t
电流 i I m sin t 通过R时：
u iR，U m I m R.
1、线圈转动一周，电流方向改 变多少次？ 2、线圈转到什么位置时磁通量 最大？这时感应电动势是最大 还是最小？
3、线圈转到什么位置时磁通量 最小？这时感应电动势是最大 还是最小？
4、试推导感应电动势大小的变化规律公式。
1．中性面：线圈平面与磁感线垂直的 位置叫做中性面． （1）线圈经过中性面时，穿过线圈 的磁通量最大，但磁通量的变化率为 零（ ab 和cd 边都不切割磁感线）， 线圈中的电动势为零． （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．
(甲 )
没有边切割磁感应线
B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0 中性面
(乙 )
a（b）、d（c）边垂直 切割磁感应线，
B∥S，φ=0，E最大，I最大， 感应电流方向b到a
(丙 )
B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0 中性面
B∥S，φ=0，E最大，I最大， 感应电流方向a到b
• 设正方形线圈的边长为L，在匀强磁场B中绕垂 直于磁场的对称轴以角速度匀速转动，如图所 示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O． 回答问题：
、
，
转子 不动的部分叫
机带动．
定子 ．发电机转子是 蒸汽轮机 水轮机 或其它动力
４、线圈从中性面开始转动，角速度是，
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 为
e= Emsinω t
．若线圈电阻为Ｒ，
则 感 应 电 流 的 瞬 时 值 Ｉ
i= (Em/R)· sinω t ． e
Em
0
t
-Em
1. 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动。设线圈ab 边长为20cm，ad边长为10cm，磁感应强度 B=0.01T，线圈的转速n=50r/s，求：电动势 的最大值及对应的线圈位置。