第一节-交变电流PPT课件
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为 e= Emsinωt ．若线圈电阻为Ｒ，
则感应电流的瞬时值Ｉ
为 i= Em/(R·sinωt．) e
Em t
0
-E- m
26
5.影响产生感应电动势大小的因素可能是
（ ABC ）
A.线圈的面积
B.线圈的转速
Leabharlann Baidu
C.磁场强弱
D.线圈电阻
-
27
6. 一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势 的最大值为311V，线圈在磁场中转动的角速度是 100πrad/s。
e cd
= BL1V⊥ =
BL1w
L2 sin
wt =
1 BL1L2 w sin w t
2
2
ab 边中的感应电动势跟cd边中的大小相
同，而且两边又是串联的
w w e=B wL 1L2siw n t
e=BSsin t
若线圈匝数为N -
13
e=NwS B siw n t
e为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势
u=Umsinωt(从中性面开始计时)
u=Umcosωt(从从B∥S开始计时)
-
16
1.建立交流电的瞬时方程必须首先确定Em、ω， 同时注意起始位置（是从中性面开始是正弦曲 线，e=Emsinωt;从垂直中性面开始是余弦曲线， e=Emcosωt）.
2.由Em=N·2BL1v=NBL1L2ω=NBSω=NΦmω可 知，峰值Em与线圈的面积有关。而与垂直于磁 场方向的转动轴的位置无关，与线圈的形状也 无关。
-
4
实验现象：缓慢转动线圈时，电流计指针在左 右动，线圈每转一周，指针左右摆动一次．
1．定义：大小和方向都随时间作周期变化的 电流，叫做交变电流，简称交流（AC）．
2.交流电的产生：闭合的线圈在匀强磁场中 绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生交流， 但这不是产生交流的惟一方式．
-
5
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.
的最大值(峰值)．Em ＝NBSω
则有 e=Emsinwt
-
14
（1）电动势按正弦规律变化 e=Emsinwt
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=Imsinwt
w （3）电路上的电压按正弦规律变化 u=Umsint
电流 i=Imsinwt 通过R时：u=i R ， U m=ImR.
特点：a. 磁通量Φ为0 b. E最大，磁通量的变化率ΔΦ/Δt最大
-
11
返回
设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω．经 过时间t，线圈转过的角度是ωt，cd边的线速度v 的方向跟磁感线方向间的-夹角也等于ωt．ab、c1d2 宽L1，ad、bc长L2 ，磁感应强度是B.
二.交变电流的变化规律
cd边中的感应电动势就是
（1）写出感应电动势的瞬时值表达式。
（2）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电 路的总电阻为100Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时 表达式、在t=1/120s时电流强度的瞬时值为多少？
这种按正弦规律变化的交变电流叫做 正弦式交变电流，简称正弦式电流
-
15
三、交变电流的变化规律
(1)感应电动势: e=nBsωsinωt=Emsinωt(从中性面开始计时) e=nBsωcosωt=Emcosωt(从B∥S开始计时)
(2)感应电流:
i=(nBsω/R)sinωt=Imsinωt(从中性面开始计时) i=(nBsω/R)cosωt=Imcosωt(从从B∥S开始计时) (3)外电路电阻两端的电压:
-
6
（1）B⊥S，φ最大，各边不切割磁感应 线，无感应电流——中性面 E=0 , I=0，Φ有最大值
-
7
（2）B∥S，φ=0，a（b）d（c）垂直切 割， E最大,感应电流最大,电流方向 a —>b
-
8
（3）B⊥S，φ最大，各边不切割磁感应 线，无感应电流——中性面
E=0 , I=0，Φ有最大值
3.转速对交变电流的影响：由e=NBSωsinωt可 知，当转速增大时，角速度也增大，使得感应 电动势随之增大，同时交变电流的变化也加快。
-
17
B 交流电的图像
b
c
c
d
a
d
kA
L
B
b
K L
A
a
B
c
b
b
a
dk
a
A
L
c
KA
L
d
B
b
c
a
d
kA
L
B
-
18
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
-
22
定子
1．在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于 交变电流的是 A B D ，属于正弦交变电流的 是 A。
i
t
A
B
C
D
-
23
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：
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变化率的绝对值最大； D. 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
-
24
3. 交流发电机工作时的电动势的变化规律为 e=EmSinωt，如果转子的转速n提高一倍，其它条件不 变，则电动 势的变化规律将变化为：
A。e=EmSin2ωt
B. e=2EmSin2ωt
C. e=2EmSin4ωt
D. e=2EmSinωt
答B
案
-
25
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
第五章 交变电流
-
1
直流电:电流方向不随时间而改变
-
2
穿过闭合电路的磁通量发生变化 时，产生感应电流，而磁通量变化的 方式不同，产生的感应电流也不同， 感应电流可以是恒定的，可以是变化 的，可以是周期性变化的，本节我们 将研究一种十分重要的周期性变化的 电流——正弦式交变电流．
-
3
一、交变电流的产生
-
9
（4）B∥S，φ=0，垂直切割， E最大, 感应电流最大,电流方向b—>a
-
10
（1）中性面（线圈与磁感线垂直的平面）
a. 磁通量Φ最大
b. E＝0，磁通量的变化率ΔΦ/Δt为零 c. 当线圈转至中性面时，电流方向发 生改变 d. 线圈转动一周电流方向改变两次
（2）最大值面（线圈垂直中性面）
(3)电子计算机中的矩形脉冲
(4)激光通信中的尖脉冲
-
19
交流发电机简介
-
20
-
21
❖ （1）发电机的基本组成： ❖ 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）发电机的基本种类 ❖ ①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动） ❖ ②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
则感应电流的瞬时值Ｉ
为 i= Em/(R·sinωt．) e
Em t
0
-E- m
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5.影响产生感应电动势大小的因素可能是
（ ABC ）
A.线圈的面积
B.线圈的转速
Leabharlann Baidu
C.磁场强弱
D.线圈电阻
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27
6. 一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势 的最大值为311V，线圈在磁场中转动的角速度是 100πrad/s。
e cd
= BL1V⊥ =
BL1w
L2 sin
wt =
1 BL1L2 w sin w t
2
2
ab 边中的感应电动势跟cd边中的大小相
同，而且两边又是串联的
w w e=B wL 1L2siw n t
e=BSsin t
若线圈匝数为N -
13
e=NwS B siw n t
e为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势
u=Umsinωt(从中性面开始计时)
u=Umcosωt(从从B∥S开始计时)
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1.建立交流电的瞬时方程必须首先确定Em、ω， 同时注意起始位置（是从中性面开始是正弦曲 线，e=Emsinωt;从垂直中性面开始是余弦曲线， e=Emcosωt）.
2.由Em=N·2BL1v=NBL1L2ω=NBSω=NΦmω可 知，峰值Em与线圈的面积有关。而与垂直于磁 场方向的转动轴的位置无关，与线圈的形状也 无关。
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实验现象：缓慢转动线圈时，电流计指针在左 右动，线圈每转一周，指针左右摆动一次．
1．定义：大小和方向都随时间作周期变化的 电流，叫做交变电流，简称交流（AC）．
2.交流电的产生：闭合的线圈在匀强磁场中 绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生交流， 但这不是产生交流的惟一方式．
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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.
的最大值(峰值)．Em ＝NBSω
则有 e=Emsinwt
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（1）电动势按正弦规律变化 e=Emsinwt
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=Imsinwt
w （3）电路上的电压按正弦规律变化 u=Umsint
电流 i=Imsinwt 通过R时：u=i R ， U m=ImR.
特点：a. 磁通量Φ为0 b. E最大，磁通量的变化率ΔΦ/Δt最大
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返回
设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω．经 过时间t，线圈转过的角度是ωt，cd边的线速度v 的方向跟磁感线方向间的-夹角也等于ωt．ab、c1d2 宽L1，ad、bc长L2 ，磁感应强度是B.
二.交变电流的变化规律
cd边中的感应电动势就是
（1）写出感应电动势的瞬时值表达式。
（2）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电 路的总电阻为100Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时 表达式、在t=1/120s时电流强度的瞬时值为多少？
这种按正弦规律变化的交变电流叫做 正弦式交变电流，简称正弦式电流
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三、交变电流的变化规律
(1)感应电动势: e=nBsωsinωt=Emsinωt(从中性面开始计时) e=nBsωcosωt=Emcosωt(从B∥S开始计时)
(2)感应电流:
i=(nBsω/R)sinωt=Imsinωt(从中性面开始计时) i=(nBsω/R)cosωt=Imcosωt(从从B∥S开始计时) (3)外电路电阻两端的电压:
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（1）B⊥S，φ最大，各边不切割磁感应 线，无感应电流——中性面 E=0 , I=0，Φ有最大值
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（2）B∥S，φ=0，a（b）d（c）垂直切 割， E最大,感应电流最大,电流方向 a —>b
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（3）B⊥S，φ最大，各边不切割磁感应 线，无感应电流——中性面
E=0 , I=0，Φ有最大值
3.转速对交变电流的影响：由e=NBSωsinωt可 知，当转速增大时，角速度也增大，使得感应 电动势随之增大，同时交变电流的变化也加快。
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B 交流电的图像
b
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kA
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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
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定子
1．在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于 交变电流的是 A B D ，属于正弦交变电流的 是 A。
i
t
A
B
C
D
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23
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：
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变化率的绝对值最大； D. 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
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3. 交流发电机工作时的电动势的变化规律为 e=EmSinωt，如果转子的转速n提高一倍，其它条件不 变，则电动 势的变化规律将变化为：
A。e=EmSin2ωt
B. e=2EmSin2ωt
C. e=2EmSin4ωt
D. e=2EmSinωt
答B
案
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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
第五章 交变电流
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1
直流电:电流方向不随时间而改变
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2
穿过闭合电路的磁通量发生变化 时，产生感应电流，而磁通量变化的 方式不同，产生的感应电流也不同， 感应电流可以是恒定的，可以是变化 的，可以是周期性变化的，本节我们 将研究一种十分重要的周期性变化的 电流——正弦式交变电流．
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一、交变电流的产生
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（4）B∥S，φ=0，垂直切割， E最大, 感应电流最大,电流方向b—>a
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（1）中性面（线圈与磁感线垂直的平面）
a. 磁通量Φ最大
b. E＝0，磁通量的变化率ΔΦ/Δt为零 c. 当线圈转至中性面时，电流方向发 生改变 d. 线圈转动一周电流方向改变两次
（2）最大值面（线圈垂直中性面）
(3)电子计算机中的矩形脉冲
(4)激光通信中的尖脉冲
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交流发电机简介
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❖ （1）发电机的基本组成： ❖ 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）发电机的基本种类 ❖ ①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动） ❖ ②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