交流电是如何产生的(课堂PPT)
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交变电流的产生和描述课件
交变电流的产生和描述 ppt课件
本课程将介绍交变电流的产生方式、描述方法及其应用案例。让我们一起探 索电力学的奥秘吧！
交变电流的概念
定义
交替变化方向的电流称为交 流电，简称交流。它的电流 方向和大小随时间而变化。
种类
交流电有很多种，如单相交 流、三相交流、高频交流等。
历史
交流电最早是由尼古拉·特斯 拉等人研制成功的，它的应 用开创了电力工业的新时代。
产生交变电流的方式
摇把发电机
通过人力将转子转动，驱动发电机产生交流电。
轮式发电机
通过机械能将发电机旋转，产生交流电。目前是最 常用的发电方式之一。
交变电流的描述
1
波形图表示交变流
交变电流是一种随时间而变化的电流，可用波形图表示，一般用正弦波或方波表 示。
2
峰值电压和有效值电压的概念
峰值电压是交变电压峰幅值的一半，有效值电压是连续变化的电压值的均方根值。
交流电可以伤人甚至致死，需要特殊的安全措施和设备。
结论
交变电流在现代社会中的应用
交变电流在电力、机械、通讯、电子、照明等众多 领域得到了广泛应用。
交变电流的未来趋势
借助新技术的不断发展，交变电流有望继续在清洁 能源、节能减排等方面发挥重要作用。
3
三相电流及其特点
三相电流是由三个不同相位的交流电平衡组成。它具有电压高、功率大等特点。
交变电流应用案例
交流电的应用场合
交流电广泛应用于家庭、学校、工厂、医院等各个领域，是人类生产生活不可或缺的能源之 一。
交流电的优点
交流电输送能量损耗小、距离远、效率高、稳定性好等优点，是电力传输的首选。
交流电的缺点
本课程将介绍交变电流的产生方式、描述方法及其应用案例。让我们一起探 索电力学的奥秘吧！
交变电流的概念
定义
交替变化方向的电流称为交 流电，简称交流。它的电流 方向和大小随时间而变化。
种类
交流电有很多种，如单相交 流、三相交流、高频交流等。
历史
交流电最早是由尼古拉·特斯 拉等人研制成功的，它的应 用开创了电力工业的新时代。
产生交变电流的方式
摇把发电机
通过人力将转子转动，驱动发电机产生交流电。
轮式发电机
通过机械能将发电机旋转，产生交流电。目前是最 常用的发电方式之一。
交变电流的描述
1
波形图表示交变流
交变电流是一种随时间而变化的电流，可用波形图表示，一般用正弦波或方波表 示。
2
峰值电压和有效值电压的概念
峰值电压是交变电压峰幅值的一半，有效值电压是连续变化的电压值的均方根值。
交流电可以伤人甚至致死，需要特殊的安全措施和设备。
结论
交变电流在现代社会中的应用
交变电流在电力、机械、通讯、电子、照明等众多 领域得到了广泛应用。
交变电流的未来趋势
借助新技术的不断发展，交变电流有望继续在清洁 能源、节能减排等方面发挥重要作用。
3
三相电流及其特点
三相电流是由三个不同相位的交流电平衡组成。它具有电压高、功率大等特点。
交变电流应用案例
交流电的应用场合
交流电广泛应用于家庭、学校、工厂、医院等各个领域，是人类生产生活不可或缺的能源之 一。
交流电的优点
交流电输送能量损耗小、距离远、效率高、稳定性好等优点，是电力传输的首选。
交流电的缺点
高中物理课件《正弦交流电的产生》
峰值是交流电正负半周期 的最大值，峰峰值是峰值 之间的距离，平均值则是 整个周期的平均电量。
相位和相角
相是相位的单位度 量。
正弦交流电的应用
1
保护措施
2
为了安全使用交流电，采取适当的保
护措施，如绝缘、过载保护等。
3
电力输送
正弦交流电可通过输电线路高效传输 电力，应用广泛。
通过旋转线圈在磁场中产生变化的磁通量，从而产生正弦交流电。
2
计算电动势
通过公式计算旋转线圈中的正弦电动势，确定交流电的幅度和频率。
3
电流特点
由于旋转线圈产生的电动势是正弦形状，所以产生的电流也是正弦电流。
交流电的参数表示
有效值
有效值是交流电中的最大 值的根号二分之一，常用 于计算电功率。
峰值、峰峰值和平均 值
通讯应用
正弦交流电在通讯领域中起到重要作 用，如信号传输和调制等。
总结与思考
正弦交流电的基本 概念和产生方式
正弦电流的特点和 参数表示方法
正弦交流电在现代 生活中的应用及其 意义
高中物理课件《正弦交流 电的产生》
课件介绍交流电的概念、产生方式和特点，以及正弦函数的基本概念和周期 频率。重点解释通过旋转线圈产生正弦交流电的原理和计算正弦电动势。
交流电的定义
1
什么是交流电？
交流电是大小和方向周期性变化的电流，与直流电不同。
2
产生方式
交流电可以通过电压发生器、电动机、变压器等装置产生。
3
特点
交流电具有正负半周期、频率、振幅等特点，可以在导体中快速传输。
正弦函数的基本概念
定义
正弦函数是一种周期性变化的函数，可以用来描述交流电的变化规律。
相位和相角
相是相位的单位度 量。
正弦交流电的应用
1
保护措施
2
为了安全使用交流电，采取适当的保
护措施，如绝缘、过载保护等。
3
电力输送
正弦交流电可通过输电线路高效传输 电力，应用广泛。
通过旋转线圈在磁场中产生变化的磁通量，从而产生正弦交流电。
2
计算电动势
通过公式计算旋转线圈中的正弦电动势，确定交流电的幅度和频率。
3
电流特点
由于旋转线圈产生的电动势是正弦形状，所以产生的电流也是正弦电流。
交流电的参数表示
有效值
有效值是交流电中的最大 值的根号二分之一，常用 于计算电功率。
峰值、峰峰值和平均 值
通讯应用
正弦交流电在通讯领域中起到重要作 用，如信号传输和调制等。
总结与思考
正弦交流电的基本 概念和产生方式
正弦电流的特点和 参数表示方法
正弦交流电在现代 生活中的应用及其 意义
高中物理课件《正弦交流 电的产生》
课件介绍交流电的概念、产生方式和特点，以及正弦函数的基本概念和周期 频率。重点解释通过旋转线圈产生正弦交流电的原理和计算正弦电动势。
交流电的定义
1
什么是交流电？
交流电是大小和方向周期性变化的电流，与直流电不同。
2
产生方式
交流电可以通过电压发生器、电动机、变压器等装置产生。
3
特点
交流电具有正负半周期、频率、振幅等特点，可以在导体中快速传输。
正弦函数的基本概念
定义
正弦函数是一种周期性变化的函数，可以用来描述交流电的变化规律。
高考物理第一轮总复习 交流电的产生课件
第三十一页，共43页。
[解析] (1)交变电流的最大值Im＝15A. (2)在 每 半 个 周 期内 ， 交 流电 为正 弦 (zhèngxián)交 流 电，则相应的有效值分别为
第三十二页，共43页。
[答案] (1)15A (2) [总结评述] 有效值的求解应该紧紧抓住一个周期内的交变 电流产生(chǎnshēng)的热量和某一个恒定电流在相同时间内产生 (chǎnshēng)的热量相同．
交流的阻碍作用就越小，容抗也就越小．因此有“通交流、
隔直流、通高频、阻低频”.
第二十页，共43页。
温故自查
在交变电流的电路中，首先要搞清电路结构(jiégòu)，
再者最注大意值
有效、值
分，最后将交流恒知定识电和流
的知识和方法处理部分问题．
、平均值等概念的区 知识结合起来，用已有
第二十一页，共43页。
，电流的方向就改变一次．
中性(zhōngxìng)面
第二页，共43页。
3．变化规律：N匝面积为S的线圈以角速度ω转动，从某 次经过中性(zhōngxìng)面开始计时，则e＝NBSωsinωt，用Em 表示峰值，则Em＝NBSω，电流i＝ ＝
第三页，共43页。
考点(kǎo diǎn)精析 1．交变电流的产生 当闭合矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀 速转动时，闭合线圈中就有交流电产生．如图所示． 关于中性面：①中性面在垂直于磁场位置．②线圈通过 中性面时，穿过线圈的磁通量最大．③线圈平面通过中性面 时感应电动势为零．④线圈平面每转过中性面时，线圈中感 应电流方向改变一次，转动一周线圈两次通过中性面，故一 周内线圈中电流方向改变两次．
[答案] D
第三十六页，共43页。
命题规律 题目分两类，一类是给出图象，求解有关 物理量，另一类是通过计算，将结果用图象表示出来．
[解析] (1)交变电流的最大值Im＝15A. (2)在 每 半 个 周 期内 ， 交 流电 为正 弦 (zhèngxián)交 流 电，则相应的有效值分别为
第三十二页，共43页。
[答案] (1)15A (2) [总结评述] 有效值的求解应该紧紧抓住一个周期内的交变 电流产生(chǎnshēng)的热量和某一个恒定电流在相同时间内产生 (chǎnshēng)的热量相同．
交流的阻碍作用就越小，容抗也就越小．因此有“通交流、
隔直流、通高频、阻低频”.
第二十页，共43页。
温故自查
在交变电流的电路中，首先要搞清电路结构(jiégòu)，
再者最注大意值
有效、值
分，最后将交流恒知定识电和流
的知识和方法处理部分问题．
、平均值等概念的区 知识结合起来，用已有
第二十一页，共43页。
，电流的方向就改变一次．
中性(zhōngxìng)面
第二页，共43页。
3．变化规律：N匝面积为S的线圈以角速度ω转动，从某 次经过中性(zhōngxìng)面开始计时，则e＝NBSωsinωt，用Em 表示峰值，则Em＝NBSω，电流i＝ ＝
第三页，共43页。
考点(kǎo diǎn)精析 1．交变电流的产生 当闭合矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀 速转动时，闭合线圈中就有交流电产生．如图所示． 关于中性面：①中性面在垂直于磁场位置．②线圈通过 中性面时，穿过线圈的磁通量最大．③线圈平面通过中性面 时感应电动势为零．④线圈平面每转过中性面时，线圈中感 应电流方向改变一次，转动一周线圈两次通过中性面，故一 周内线圈中电流方向改变两次．
[答案] D
第三十六页，共43页。
命题规律 题目分两类，一类是给出图象，求解有关 物理量，另一类是通过计算，将结果用图象表示出来．
交流电的产生及描述课件课件
(3)电动势的有效值 E＝Em2 线圈匀速转动的周期 T＝2ωπ＝0.02 s 线圈匀速转动一圈，外力做功大小等于电功的大小，即 W＝I2(R＋r)t＝RE＋2 r·t
非正弦交变电流有效值的计算
【例3】 一个边长为6 cm的正方形金 属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁 场垂直，电阻为0.36 Ω.磁感应强度B随 时间t的变化关系如图所示，则线框中 感应电流的有效值为( )
(4)电流： ①函数：i＝Im·sin ωt＝RE＋mrsin ωt. ②图象：
2．两个特殊位置的特点 (1)线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ 最大，ΔΔΦt ＝0，e ＝0，i＝0，电流方向将发生改变． (2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，ΔΔΦt 最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变．
A. 2×10－5 A C. 22×10－5 A
B. 6×10－5 A
3 D.
2
2×10－5
A
由有效值的定义，Q直＝Q交， IRt1＋IRt2＝I2Rt，其中t1＝3 s，t2＝2 s，t＝t1＋t2 12×10－10R＋18×10－10R＝5RI2
解得I＝ 6 ×10－5 A，故选项B正确．
答案：B
1．正弦交变电流的变化规律(从线圈在中性面位置开始计 时) (1)磁通量： ①函数：Φ＝Φm·cos ωt＝NBScos ωt. ②图象：
(2)电动势： ①函数：e＝Em·sin ωt＝NBSωsin ωt. ②图象：
(3)电压： ①函数：u＝Um·sin ωt＝RR＋Emrsin ωt.
②图象：
交流电四值的理解和应用
【例2】 如图所示，N＝50匝的矩形 线圈abcd，ab边长l1＝20 cm，ad边长 l2＝25 cm，放在磁感应强度B＝0.4 T 的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于 磁感线且通过线圈中线的OO′轴以n ＝3 000 r/min的转速匀速转动，线圈 电阻r＝1 Ω，外电路电阻R＝9 Ω，t＝ 0时，线圈平面与磁感线平行，ab边正 转出纸外、cd边转入纸内．求：
非正弦交变电流有效值的计算
【例3】 一个边长为6 cm的正方形金 属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁 场垂直，电阻为0.36 Ω.磁感应强度B随 时间t的变化关系如图所示，则线框中 感应电流的有效值为( )
(4)电流： ①函数：i＝Im·sin ωt＝RE＋mrsin ωt. ②图象：
2．两个特殊位置的特点 (1)线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ 最大，ΔΔΦt ＝0，e ＝0，i＝0，电流方向将发生改变． (2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，ΔΔΦt 最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变．
A. 2×10－5 A C. 22×10－5 A
B. 6×10－5 A
3 D.
2
2×10－5
A
由有效值的定义，Q直＝Q交， IRt1＋IRt2＝I2Rt，其中t1＝3 s，t2＝2 s，t＝t1＋t2 12×10－10R＋18×10－10R＝5RI2
解得I＝ 6 ×10－5 A，故选项B正确．
答案：B
1．正弦交变电流的变化规律(从线圈在中性面位置开始计 时) (1)磁通量： ①函数：Φ＝Φm·cos ωt＝NBScos ωt. ②图象：
(2)电动势： ①函数：e＝Em·sin ωt＝NBSωsin ωt. ②图象：
(3)电压： ①函数：u＝Um·sin ωt＝RR＋Emrsin ωt.
②图象：
交流电四值的理解和应用
【例2】 如图所示，N＝50匝的矩形 线圈abcd，ab边长l1＝20 cm，ad边长 l2＝25 cm，放在磁感应强度B＝0.4 T 的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于 磁感线且通过线圈中线的OO′轴以n ＝3 000 r/min的转速匀速转动，线圈 电阻r＝1 Ω，外电路电阻R＝9 Ω，t＝ 0时，线圈平面与磁感线平行，ab边正 转出纸外、cd边转入纸内．求：
高中物理课件《正弦交流电的产生
电力系统中的正弦交流电
发电机
发电机通过磁场和线圈的相对运动产生正弦交流电，为电力系统 提供电能。
变压器
变压器利用正弦交流电的磁场变化实现电压的升高或降低，以满足 不同设备的需求。
输电线路
在长距离输电时，正弦交流电的电压可以升高，以减少能量损失。
电子设备中的正弦交流电
音响设备
01
音响设备中的放大器需要正弦交流电驱动扬声器，产生声音。
观察灯泡的亮度变化，记 录下来。
实验结果分析与结论
结果分析
通过观察电流表和电压表的读数变化，可以发现正弦交流电的电流和电压随时间变化呈现出正 弦波形的规律。调整电阻箱的阻值，电流和电压的幅度会发生变化，灯泡的亮度也会随之改变 。
结论
实验证明了正弦交流电的产生原理，即交流发电机通过磁场和线圈的相对运动产生正弦交流电 。同时，实验也验证了欧姆定律和功率守恒定律等物理规律在交流电路中的应用。通过实验， 学生可以更深入地理解正弦交流电的特性和应用，为后续学习打下基础。
正弦交流电的特点
01 方向不固定
正弦交流电的电流方向在一个周期内改变两次。
02 大小不断变化
正弦交流电的大小会随着时间的变化而不断改变 。
03 波形稳定
正弦交流电的波形呈正弦曲线，具有稳定的形状 和周期。
正弦交流电的应用
01 家用电器
正弦交流电被广泛用于家用电器中，如照明、电 视、空调等。
02 工业生产
电压与电流的波形分析
电压波形
正弦交流电的电压波形是正弦曲 线，其幅值随时间变化，周期性
重复。
电流波形
正弦交流电的电流波形也是正弦曲 线，与电压波形保持同步变化。
波形关系
电压和电流波形具有相同的形状， 但相位可能不同，这取决于电路的 阻抗。
交流电的基础ppt
(2)已知交流电流 I ＝10sin（314 t ＋ ）A，求交流电 4
流的有效值、初相和频率，并画出它的波形图。
(3) 下图是一个按正弦规律变化的交流电流的波形图， 根据波形图求出它的周期、频率、角频率、初相、 有效值，并写出它的解析式。
(4)求交流电压 u1＝Umsinωt 和u2＝Umsin(ωt ＋90o)之间 的相位差，并画出它们的波形图和相量图。 (5)已知交流电压 u1＝220 2 sin（100πt ＋π/6）V，u2 ＝380 sin(100π t ＋π/2)V，求各交流电压的最大值、 2 有效值、角频率、频率、周期、初相和它们之间的 相位差，指出它们之间的“超前”或“滞后”关系， 并画出它们的相量图。
表示正弦交流电的相量与力学中的矢量 不同，它只是相位随时间变化的量，虽然加、 减运算也遵循平行四边形法则，但与方向无 关。 应用相量图时注意以下几点： 1.同一相量图中，各正弦交流电的频率 应相同。 2.同一相量图中，相同单位的相量应按 相同比例画出。
3.一般取直角坐标轴的水平正方向为参考 方向，逆时针转动的角度为正，反之为负。有 时为了方便起见，也可在几个相量中任选其一 作为参考相量，并省略直角坐标轴。 4.用相量表示正弦交流电后，它们的加、 减运算可按平行四边形法则进行。
一个正弦量的相量图、波形图、解析式是 正弦量的几种不同的表示方法，它们有一一对应 的关系，但在数学上并不相等，如果写成
e Em sin(t 0 ) E
则是错误的。
作业
(1)一个正弦交流电的频率是50Hz，有效值是5A，初
相是－ ，写出它的瞬时值表达式，并画出它的波 2
形图。
(6)已知两个同频率的正弦交流电，它们的频率是50Hz，电 压的有效值分别为12V和6V，而且前者超前后者π/2的相位角， 以前者为参考相量，试写出它们的电压瞬时值表达式，并在同 一坐标中画出它们的波形图，作出相量图。 (7)下图所示的相量图中，已知U＝220V，I1＝10 A，I2＝ 5 2 A，写出它们的解析式。
交流电的基础知识PPT课件
电源电压
最大值 Um = 2 220V = 311V
该用电器最高耐压低于电源电压的最大值，所
以不能用。
正弦波 特征量之二
-- 角频率
角频率ω ：单位时间内 交流电所经历的电角度 (反映交流电变化快慢 的物理量)。
i
t
T
i Im sin t
描述变化周期的几种方法
1. 周期 T： 变化一周所需的时间 单位：秒，毫秒..
载。
I
a
在感性设备两端并联
适当电容。
I1
IC
当用电气设备是感性负载时，
R
用一个适当的电容与之并联，
电 动
-jXC
就能够提高电气设备的功率
U
机
jXL
因数，从而提高整个电网的
功率因数。
让无功电流在电容和电感之间进行环流。
1. 有功功率和功率因数
有功功率是电路中负载实际消耗的功率: P=UIcosφ
有功功率P的单位是瓦特【W】。 上式表明，有功功率等于电路端电压有效值 U和流过负载的电流有效值I的乘积，再乘以 cosφ 。
式中cosφ 称为功率因数。其值取决于电路
中用电器的性质。
2. 无功功 率
无功功率Q的 单位是：
2. 频率 f： 每秒变化的次数 单位：赫兹，千赫兹 ... 3. 角频率 ω ： 每秒变化的弧度 单位：弧度/秒
f 1 T
2 2 f
T
1. 周期（T）：
正弦交流电从零→最大 →零→负最大→零；这 样循环变化一周所需的 时间叫周期.
周期表明交流电变化 的快慢, 我国交流电的
周期为: T = 0.02秒
位一般是指两个同频率波形，过零点的时间差。
最大值 Um = 2 220V = 311V
该用电器最高耐压低于电源电压的最大值，所
以不能用。
正弦波 特征量之二
-- 角频率
角频率ω ：单位时间内 交流电所经历的电角度 (反映交流电变化快慢 的物理量)。
i
t
T
i Im sin t
描述变化周期的几种方法
1. 周期 T： 变化一周所需的时间 单位：秒，毫秒..
载。
I
a
在感性设备两端并联
适当电容。
I1
IC
当用电气设备是感性负载时，
R
用一个适当的电容与之并联，
电 动
-jXC
就能够提高电气设备的功率
U
机
jXL
因数，从而提高整个电网的
功率因数。
让无功电流在电容和电感之间进行环流。
1. 有功功率和功率因数
有功功率是电路中负载实际消耗的功率: P=UIcosφ
有功功率P的单位是瓦特【W】。 上式表明，有功功率等于电路端电压有效值 U和流过负载的电流有效值I的乘积，再乘以 cosφ 。
式中cosφ 称为功率因数。其值取决于电路
中用电器的性质。
2. 无功功 率
无功功率Q的 单位是：
2. 频率 f： 每秒变化的次数 单位：赫兹，千赫兹 ... 3. 角频率 ω ： 每秒变化的弧度 单位：弧度/秒
f 1 T
2 2 f
T
1. 周期（T）：
正弦交流电从零→最大 →零→负最大→零；这 样循环变化一周所需的 时间叫周期.
周期表明交流电变化 的快慢, 我国交流电的
周期为: T = 0.02秒
位一般是指两个同频率波形，过零点的时间差。
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eBLv
中性面特点: ① B⊥S，Φ最大，E=0 , I=0 ②每经过一次中性面，电流方向发生改变
9
思考：
1、当导体棒垂直磁场，但运动速度与磁场有一夹角 时，如何求感应电动势？
2、设矩形线圈的ab边长为L1，ad边长为L2，从中性
面开始以角速度 匀速转动，推导任意时间t内，线 圈感应电动势。
10
变化规律总结
（1）电动势按正弦规律变化 eEmsint
成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面开始计时．
（2）电流按正弦规律变化 iImsint
（3）电路上的电压按正弦规律变化uUmsint
电流 iImsint通过R时：
uiR ， U mImR.
12
(正弦交变电流的图象)
b
c
c
d
a
d
k
L
A
B
b
K L
三、交变电流的变化规律
矩形线圈的ab边长为L1，ad边长为L2，
eeaed2B1 vL sitn
v L 2 所以
2
e B L 1 L 2 si t n B S si tn
令 Em BS 则有eEmsint
注意：与线圈的形状、转轴的位置无关。
11e为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值．
1．电流大小随时间作周期变化 2．电流方向随时间作周期变化
6
二、交流发电机的原理
思考：
1、找出线圈的转轴 2、转动过程中，哪些边 切割磁感线，产生感应 电动势？ 3、如何研究周期性运动？
7
交变电流的产生原理 几个特殊位置
无电流产生
e0
中性面
8
d-c-b-a 无电流产生
eBLv e0
中性面
a-b-c-d
17
2.手摇发电机转动时，小灯泡为何一闪一闪的呢？ （1）灯泡发光需要一定的电压，当U定>Um时，就能 使灯泡发光。 （2）如图，当T1<t<T2时间内，小灯泡亮了，当 T2<t<T3时间内，小灯泡变暗了，在T3<t<T4时间内小 灯泡又亮了。 （3）小灯泡在线圈转动一轴的过程中，闪亮两次。 这16 充分证明：交变电流的强度是随时间做周期变化。
交流发电机基本组成：
3 磁极
电枢
发电机的种类
• 旋转电枢式发电机(图a) • 旋转磁极式发电机(图b) 无论哪种发电机， 转动的部分叫转子，不动的部分叫定子。
• 区别：前者，感应电动势不能很高； 后者，能克服上述缺点，提供很高的电压。
4
实验与探究
5
实验现象：缓慢转动线圈时， 1.灯泡闪烁，线圈每转一圈，闪烁两次； 2.电流计指针在左右摇动，线圈每转一周，指 针左右摆动一次．
3.2 交变电流是怎样产生的
鲁科版 选修3-2 第三章第2节
e
o Em
t
i
o Im
u
o Um
t t
1
电流是如何产生的？
由法拉第电磁感应定律可知：只要穿过闭合 回路的磁通量发生变化，就可以产生感应电 动势和感应电流。
怎样能使穿过闭合回路的磁通量发生变化
让闭合导体与磁极做相对运动
发电机的基本原理
2
一、交流发电机
A
a
B
c
b
b
a
dk
a
A
L
B
c
K Lபைடு நூலகம்
A d
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
13
14
思考：
如果是从垂直于中性面位置开始转动，所产生 的感应电动势瞬时值该如何表示？
eEmsi nt (2)Emco ts
15
1.对于正弦交流电，下列说法正确的是（ ） A.线圈转动一周，电流大小改变两次 B.线圈转动一周，电流大小不变 C.线圈转动一周，电流大小随时间改变 D.线圈转动一周，电流大小改变四次
中性面特点: ① B⊥S，Φ最大，E=0 , I=0 ②每经过一次中性面，电流方向发生改变
9
思考：
1、当导体棒垂直磁场，但运动速度与磁场有一夹角 时，如何求感应电动势？
2、设矩形线圈的ab边长为L1，ad边长为L2，从中性
面开始以角速度 匀速转动，推导任意时间t内，线 圈感应电动势。
10
变化规律总结
（1）电动势按正弦规律变化 eEmsint
成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面开始计时．
（2）电流按正弦规律变化 iImsint
（3）电路上的电压按正弦规律变化uUmsint
电流 iImsint通过R时：
uiR ， U mImR.
12
(正弦交变电流的图象)
b
c
c
d
a
d
k
L
A
B
b
K L
三、交变电流的变化规律
矩形线圈的ab边长为L1，ad边长为L2，
eeaed2B1 vL sitn
v L 2 所以
2
e B L 1 L 2 si t n B S si tn
令 Em BS 则有eEmsint
注意：与线圈的形状、转轴的位置无关。
11e为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值．
1．电流大小随时间作周期变化 2．电流方向随时间作周期变化
6
二、交流发电机的原理
思考：
1、找出线圈的转轴 2、转动过程中，哪些边 切割磁感线，产生感应 电动势？ 3、如何研究周期性运动？
7
交变电流的产生原理 几个特殊位置
无电流产生
e0
中性面
8
d-c-b-a 无电流产生
eBLv e0
中性面
a-b-c-d
17
2.手摇发电机转动时，小灯泡为何一闪一闪的呢？ （1）灯泡发光需要一定的电压，当U定>Um时，就能 使灯泡发光。 （2）如图，当T1<t<T2时间内，小灯泡亮了，当 T2<t<T3时间内，小灯泡变暗了，在T3<t<T4时间内小 灯泡又亮了。 （3）小灯泡在线圈转动一轴的过程中，闪亮两次。 这16 充分证明：交变电流的强度是随时间做周期变化。
交流发电机基本组成：
3 磁极
电枢
发电机的种类
• 旋转电枢式发电机(图a) • 旋转磁极式发电机(图b) 无论哪种发电机， 转动的部分叫转子，不动的部分叫定子。
• 区别：前者，感应电动势不能很高； 后者，能克服上述缺点，提供很高的电压。
4
实验与探究
5
实验现象：缓慢转动线圈时， 1.灯泡闪烁，线圈每转一圈，闪烁两次； 2.电流计指针在左右摇动，线圈每转一周，指 针左右摆动一次．
3.2 交变电流是怎样产生的
鲁科版 选修3-2 第三章第2节
e
o Em
t
i
o Im
u
o Um
t t
1
电流是如何产生的？
由法拉第电磁感应定律可知：只要穿过闭合 回路的磁通量发生变化，就可以产生感应电 动势和感应电流。
怎样能使穿过闭合回路的磁通量发生变化
让闭合导体与磁极做相对运动
发电机的基本原理
2
一、交流发电机
A
a
B
c
b
b
a
dk
a
A
L
B
c
K Lபைடு நூலகம்
A d
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
13
14
思考：
如果是从垂直于中性面位置开始转动，所产生 的感应电动势瞬时值该如何表示？
eEmsi nt (2)Emco ts
15
1.对于正弦交流电，下列说法正确的是（ ） A.线圈转动一周，电流大小改变两次 B.线圈转动一周，电流大小不变 C.线圈转动一周，电流大小随时间改变 D.线圈转动一周，电流大小改变四次