[工学]交变电流复习课件
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例9、 如图5－15所示，单匝面积为S旳矩形线圈，在磁感应强度 为B旳匀强磁场中绕垂直磁场方向旳轴匀速转动，角速度为ω ，线圈本身电阻为r，负载电阻为R．线圈由图示位置转动90° 旳过程中：
1）线圈产生旳平均电动势？
2）经过电阻R上旳电量 ？
解1 ：线圈转过900过程旳时间
平均电动势
t
2 BS
(1)
1 2
nBL1
L2
(2) nBL1L2R
2(R r)
d
B c
(3) n2B2L12L22 (4) BL1L2
(R r)
2(R r)
O′ R
V
合作探究
边长为 a 旳N 匝正方形线圈，在磁感应强 度为B 旳匀强磁场中以角速度ω绕垂直于 磁感线旳轴匀速转动，线圈旳电阻为 R 。 (1)求线圈从中性面开始转过90°角旳过程 中产生旳热量； (2)求线圈从中性面开始转过90°角旳过程 中，经过导线截面旳电量
解1 ：线圈产生旳最大电动势
则电流旳有效值
I Im 2
BS
2（R rm) BS
电阻R上产生旳焦耳热
Q
I 2Rt
B2S 2R
4(R r)2
4 ：由功和能旳关系，外力所
Q I 2 (R r)t
B2S 2
做旳功
4(R r)
典例导悟：
如图所示，为一交流发电机构造示意图，矩形线圈 abcd，
(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线 圈中感应电动势旳瞬时体现式；
解析：
e Em sint NBS2 nsin(2 nt)
100 1 0.05 2 300 sin(2 300 t)
60
60
50sin(10 t)V
交变电流章节复习PPT课件
关，计算电功和热量必须用有效值 ②有效值一般与所取时间的长短有关，在无特别说明时是以一个
周期的时间来确定有效值的． ③交流电压表和电流表通过交流电时，实际上已经由电表内部元
件把交流电变成了等效的直流，所以读出的就是交流的有效值， 并且电表的指针不会忽左忽右地摆动。
注意：电容器的耐压值是交流的最大值。
以下几种情况若B、N、S、ω相同，则Em相同：
2.1、如图所示，有一矩形线圈 abcd 在匀 强磁场中分别绕O1、O2轴以同样的角速度 匀速转动，那么此线圈在以O1、O2为轴分 别旋转到线圈平面与磁场垂直时，所产生 的感应电流之比为
A、1∶2 B、2∶1 C、1∶4 D、4∶1 E、1∶1
a O1 O2
(4)激光通信中的尖脉冲
四、交流发电机
1、构造 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（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 。
三、交变电流的图像和变化规律 1、正弦交变电流的图象
e
Em
o
T/4
π/2
2T/4
3T/4
π
3π/2
T
t
2π ωt
三、交变电流的图像和变化规律
2、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)
（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？
周期的时间来确定有效值的． ③交流电压表和电流表通过交流电时，实际上已经由电表内部元
件把交流电变成了等效的直流，所以读出的就是交流的有效值， 并且电表的指针不会忽左忽右地摆动。
注意：电容器的耐压值是交流的最大值。
以下几种情况若B、N、S、ω相同，则Em相同：
2.1、如图所示，有一矩形线圈 abcd 在匀 强磁场中分别绕O1、O2轴以同样的角速度 匀速转动，那么此线圈在以O1、O2为轴分 别旋转到线圈平面与磁场垂直时，所产生 的感应电流之比为
A、1∶2 B、2∶1 C、1∶4 D、4∶1 E、1∶1
a O1 O2
(4)激光通信中的尖脉冲
四、交流发电机
1、构造 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（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 。
三、交变电流的图像和变化规律 1、正弦交变电流的图象
e
Em
o
T/4
π/2
2T/4
3T/4
π
3π/2
T
t
2π ωt
三、交变电流的图像和变化规律
2、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)
（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？
5.1《交变电流》PPT课件
问题2.这两条边是否一直在做切割磁感线运动?
第14页/共41页
b a
a(b) v1
c
d F H
v2
d(c)
中性面
特点：
B⊥S Φ最大
E=0 I=0
B∥V 电动势是零 思考:在这个位置磁通量是多大? 此时线圈所在的平面叫做中性面
第15页/共41页
问题3.若单匝线框所处位置与中性面垂直,设 磁感应强度大小为B ,ab边和cd边长均为 L1,ad边和bc边长为L2,线框绕垂直于磁场并且 过ad和bc边中点的轴旋转,角速度大小为ω. 问: ab边和cd边切割磁感线产生的电动势分别 是多大?
流和电阻两端的电压分别是多少?
i e
u iR
Rr
i Em sin t Rr
i Im sin t
vu i
瞬时值 峰值
R u R r Em sin t
u Um sin t
第24页/共41页
五、交流电的图像
问题8.前面是用表达式表示交流电的变化规律, 怎样用图象表示交流电的变化规律?
b a
c d
第39页/共41页
3.一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰 值为Em=400V，线圈匀速转动的角速度为ω=314rad/s， 试写出电动势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路 只有电阻元件，总电阻为2000Ω，电路中电流的峰值是多 少？写出电流瞬时值的表达式。
解： 电动势瞬时值的表达式为： e=EmsinWt=400sin314t
第29页/共41页
六、交流发电机
第30页/共41页
第31页/共41页
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
第14页/共41页
b a
a(b) v1
c
d F H
v2
d(c)
中性面
特点：
B⊥S Φ最大
E=0 I=0
B∥V 电动势是零 思考:在这个位置磁通量是多大? 此时线圈所在的平面叫做中性面
第15页/共41页
问题3.若单匝线框所处位置与中性面垂直,设 磁感应强度大小为B ,ab边和cd边长均为 L1,ad边和bc边长为L2,线框绕垂直于磁场并且 过ad和bc边中点的轴旋转,角速度大小为ω. 问: ab边和cd边切割磁感线产生的电动势分别 是多大?
流和电阻两端的电压分别是多少?
i e
u iR
Rr
i Em sin t Rr
i Im sin t
vu i
瞬时值 峰值
R u R r Em sin t
u Um sin t
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五、交流电的图像
问题8.前面是用表达式表示交流电的变化规律, 怎样用图象表示交流电的变化规律?
b a
c d
第39页/共41页
3.一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰 值为Em=400V，线圈匀速转动的角速度为ω=314rad/s， 试写出电动势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路 只有电阻元件，总电阻为2000Ω，电路中电流的峰值是多 少？写出电流瞬时值的表达式。
解： 电动势瞬时值的表达式为： e=EmsinWt=400sin314t
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六、交流发电机
第30页/共41页
第31页/共41页
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
交变电流复习课PPT课件
即
I1U1=I2U2．
由U1 ／U2= n1／n2 ∴ I1／ I2 = n2／n1
可见，变压器工作时，原线圈和副线圈中的
电流跟它们的匝数成反比．
注意:上式只对仅有一个副线圈时适用.
若有两个及以上副线圈时,必须由输入的电 功率 等于输出的电功率计算.
变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制
另一种方法是提高输电的电压U，减小电流I．减 小输电导线中的电流．
在导线电阻不变的条件下，电流如果减小到原来的百分之一， 功率损失△P=I2R 就减小到原来的万分之一．
减小输电线路上的电压损失也有两种方法．U损 =IR 一种是增大输电导线的截面积以减小电阻．
另一种是减小输电电流．在输送电功率不变的前 提下，必须提高输电电压．
第20页/共35页
2.变压器的变压比: U1／U2 =n 1／n2
U1 ／n1 = U2 ／n2= U3 ／n3 =…=k 理想变压器原副线圈的端电压跟匝数成正比. 当n2＞n1时，U2＞U1，变压器使电压升 高， 这种变压器叫做升压变压器．
当n2＜n1时，U2＜U1，变压器使电压降低， 这种变压器叫做降压变压器．
第10页/共35页
例5：交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所 围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速 转动的角速度为ω，线圈内电阻为r，外电路电 阻为R。当线圈由图中位置匀速转动60°。求：
⑴此时发电机的电动势为多少？电路中的电流为 多少？R两端的电压为多少？
⑵在此过程中通过R的电荷量q为多少？ ⑶ R上产生电热QR为多少？ ⑷外力做的功W为多少？
于磁感线的轴线做匀角速转动时，闭合线圈中就
有交流电产生
线圈平面
L2 L1
《交变电流》》课件
3 热电效应法
通过热电材料的热电效应可以产生电动势， 进而产生交变电流。热电材料的种类较多， 如铁素体材料等。
4 机械振荡法
通过机械振荡的运动引起导体的运动，从而 产生交变电动势。
测量方法
电磁式电流表法
电磁式电流表法是较为常见的电流测量方法， 它利用电流在电磁场中产生的力，测出电流的 大小。
电桥法
频率
交变电流的频率指单位时间内电流变化的次数， 通常以赫兹(Hz)为单位计量。
电压变化
交变电压与交变电流存在本质联系，通常情况 下交变电压与交变电流呈正弦波形变化。
特点
正弦波
正弦波是交变电流最常见的波形，也是电力系统中 最基本的波形。正弦波的频率不同，电流的性质对 系统的影响也不同。
可产生
交变电流可以通过变压器、电动机、发电机等电器 设备产生，其产生方法多样。
工业领域
家庭用电
在工业领域，交变电流广泛应用于电动机、电阻炉、 变压器、电弧焊接等方面。
在家庭用电中，交变电流用于供电、家电拍打等方 面。家庭用电的电压和功率较小。
城市建设
随着智能化技术的不断发展，交变电流在城市建设 中越来越广泛，如智能家居、公共交通、医疗设备
高科技领域
借助于交变电流的便携性和高效性能，交变电流在 航空航天、卫星制造等高科技领域得到了广泛应用。
电桥法是利用电桥的平衡条件，在测量对象和 标准电阻之间调整电桥参数，使电桥达到平衡 来测量电流。
电势式电流表法
电势式电流表法是根据欧姆定律，通过测量电 阻器两端的电压来测量电流大小。
霍尔电流传感器法
通过在电路中插入霍尔电流传感器，可以测量 交变电流的大小和方向，还可以测量交变电流 的功率等参数。
交变电流复习课件
交变电流复习课件
本课程旨在复习交变电流的基本概念、电学参数、测量分析、电路分析和应 用，以及加强练习和考核的能力。
交变 与直流电的区别。
交流电的产生方式
学习交流电的产生方式，包括 电磁感应和发电机的原理。
电压和电流的正弦波形
掌握交变电压和电流呈正弦波 形的原因及其重要性。
电压和电流的相位关 系
理解交变电流中电压和电流的相 位差和相位关系。
交变电流的应用
交变电流在电力系统中 的应用
介绍交变电流在电力输送和配 电系统中的重要性和应用。
交变电流在电子电路中 的应用
探索交变电流在电子设备和电 路中的应用，如变压器、电感 电路等。
交变电流在生活中的应用
了解交变电流在家庭、工业和 商业场景中的实际应用。
练习与考核
1 理解交变电流的基本概念和电学参数
加深对交变电流基本概念和电学参数的理解。
2 掌握交变电流的测量和分析方法
通过练习和实践，掌握交变电流的测量和分析技 巧。
3 熟悉交变电路的分析和计算技术
4 综合应用交变电流知识解决实际问题
通过解决实际问题，熟悉交变电路的分析和计算 技术。
通过综合应用交变电流知识，解决实际生活和工 作中的问题。
交变电流的基本电学参数
电压、电流、功率的计算公 式
学习如何计算交变电流中的电压、 电流和功率。
相位差和功率因数
了解交变电流中的相位差和功率因 数对电路性能的影响。
有功功率、无功功率和视在 功率
理解有功功率、无功功率和视在功 率以及它们之间的关系。
交变电流的测量和分析
1
交变电流的电路分析
2
学习在交变电流电路中进行电压、电流和
功率的分析。
本课程旨在复习交变电流的基本概念、电学参数、测量分析、电路分析和应 用，以及加强练习和考核的能力。
交变 与直流电的区别。
交流电的产生方式
学习交流电的产生方式，包括 电磁感应和发电机的原理。
电压和电流的正弦波形
掌握交变电压和电流呈正弦波 形的原因及其重要性。
电压和电流的相位关 系
理解交变电流中电压和电流的相 位差和相位关系。
交变电流的应用
交变电流在电力系统中 的应用
介绍交变电流在电力输送和配 电系统中的重要性和应用。
交变电流在电子电路中 的应用
探索交变电流在电子设备和电 路中的应用，如变压器、电感 电路等。
交变电流在生活中的应用
了解交变电流在家庭、工业和 商业场景中的实际应用。
练习与考核
1 理解交变电流的基本概念和电学参数
加深对交变电流基本概念和电学参数的理解。
2 掌握交变电流的测量和分析方法
通过练习和实践，掌握交变电流的测量和分析技 巧。
3 熟悉交变电路的分析和计算技术
4 综合应用交变电流知识解决实际问题
通过解决实际问题，熟悉交变电路的分析和计算 技术。
通过综合应用交变电流知识，解决实际生活和工 作中的问题。
交变电流的基本电学参数
电压、电流、功率的计算公 式
学习如何计算交变电流中的电压、 电流和功率。
相位差和功率因数
了解交变电流中的相位差和功率因 数对电路性能的影响。
有功功率、无功功率和视在 功率
理解有功功率、无功功率和视在功 率以及它们之间的关系。
交变电流的测量和分析
1
交变电流的电路分析
2
学习在交变电流电路中进行电压、电流和
功率的分析。
交变电流课件
【例3】 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，所产生的交变电流的波形如图7所示，可知 ()
图7 A.在t1时刻穿过线圈的磁通量达到峰值 B.在t2时刻穿过线圈的磁通量达到峰值 C.在t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值 D.在t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值
解析 由题图可知，t1 和 t3 时刻，i 最大，所以这两个时刻磁通量的变化率最大，线 圈处于垂直中性面的位置，穿过线圈的磁通量为 0。t2 和 t4 两时刻 i＝0，即ΔΔΦt ＝0， 线圈处于中性面位置，此时穿过线圈的磁通量最大。 答案 BC
1.正弦式交变电流瞬时值表达式： (1)当从中性面开始计时：e＝__E__m_s_in__ω_t__。 (2)当从与中性面垂直的位置开始计时：e＝ __E__m_c_o_s_ω__t_ 。
2.正弦式交变电流的峰值表达式： Em＝ _n_B__S_ω__ 与线圈的形状及转动轴的位置__无__关__。(填“有关”或“无关”)
与中性面垂直的位置 B∥S
Φ＝0，最小 e＝n＝nBSω，最大 感应电流最大，方向不变
【例1】 下列各图中哪些情况线圈中产生了交变电流( )
解析 由交变电流的产生条件可知，轴必须垂直于磁感线，但对线圈的形状及转轴 的位置没有特别要求。故选项B、C、D正确。 答案 BCD
知识点三 交变电流的变化规律
知识点四 正弦交变电流的图象 正弦交变电流随时间的变化情况可以从图象上表示出来，图象描述的是交变电流随 时间变化的规律，它是一条___正__弦__曲__线_，如图6所示，分别是交变电流的____e_－_图t 象(如图甲)、 ____u_－_图t 象(如图乙)、 ____i_－_图t 象(如图丙)。
知识点二 交变电流的产生
1.正弦式交变电流的产生：将闭合矩形线圈置于_匀__强___磁场中，并绕__垂__直__磁__场____ 方向的轴__匀__速__转动。
交变电流课件
2.理想变压器原副线圈的端电压之 比等于这两个线圈的匝数之比
U1 n1 U 2 n2
n2 >n1 U2>U1 -----变压器使电压升高，
升压变压器
n2 <n1 U2 <U1 -----变压器使电压降低，
降压变压器
3.电流与匝数的关系
理想变压器输出功率应等于输入功率
即: P出= P入 U1I1=U2I2
说明：
A、以上关系式只适用于正弦或余弦交 流电；
B、交流用电器的额定电压和额定电流 指的是有效值；
C、交流电流表和交流电压表的读数是 有效值
D、对于交流电若没有特殊说明的均指 有效值
1.如图表示一交流的电流随时间变 化的图像,求该电流的有效值。
I 2RT
1 2
I12 RT
1 2
I 22 RT
42
P1=4400(W)
U1=220(v) U2=n2U1/n1=2200(v)
I=P2/U2=P1/U2=4400/2200=2(A)
U3=U2-Ur=2200-I2r==2192(V) U用=U4=n4U3/n3=219.2(V)
Pr=I'2r=16(W)
P用=P1-Pr=4400-16==4384(W)
连入电路中，若灯泡L2、L3、L4均能正常发光，
则灯泡L1
（ A）
A、也能正常发光
B、较另三个灯暗些
C、将会烧坏
D、不能确定
若输入电压为U，则灯 泡的额定电压为多大？ 电源输入功率多大？
n1
n2
五、电能的输送
｛ 1.减少电压
功率损失
减小输电线的电阻 减小输电电流
U损=Ir P损=I2r
高中物理课件-交变电流复习
电流名称 正弦式交变
电流
图象
有效值 I＝Im
2
正弦半波电 流
I
＝Im 2
矩形脉动电流
非对称性交变电 流
I＝
t T
Im
I＝ 12（I21＋I22）
复习回顾 变压器
一、变压器的构造
1．示意图
2．符号
二、变压器的工作原理：
1、互感现象：变压器只能改变交流电的电压和电流
2、能量转化：电能→磁场能→电能
3、理想变压器功率：
归纳： 1.磁通量按余弦： m cost
2.电动势按正弦规律变化
E nBS max
3.电流按正弦规律变化 4.电压按正弦规律变化
电流i通过R时：
成立条件： 转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时
课堂练习
3.如图表示一交流的电流随时间变化的图 像，求该电流的有效值。
42
3 2
3．几种典型电流有效值的计算．
I2变化，输出电流I2决定输 入电流I1，故I1发生变化．
(3)I2变化引起P2变化，P1＝P2，故P1发生变化．
1.如图所示：理想变压器的原线圈接高电压，变 压后接用电器，线路电阻不计。S原来闭合，且
R1=R2，现将S断开，那么交流电压表的示数U、
交流电流表的示数I和用电器上R1的功率P1将分 别是( )
三、交变电流的变化规律
情景：以线圈经过中性面开始计 v
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
θ
e
2N（BL1v
sin
）
又v
L2 2
θ θ
v
中性面
e NBL1L2 sin 令Em NBL1L2 NBS
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所以，E感=0，i感=0 即：此时线圈中无电流！
第二特殊位置：S//B
特点： 1、磁通量为最小，Ф=0
2、导体边垂直切割磁感线 线圈中有感应电流
思考：
在线圈旋转至任何一个非特殊位置时的感应电动势 如何计算？
以线圈从中性面转动为t=0时刻开始计时，经过t时 间
V
e nBs sint
t
为最大。
从中性面开始计时：
电动势瞬时值表达式：e=Emsinω t 电流瞬时值表达式：i=Imsinω t
ad
从平行面开始计时：
电动势瞬时值表达式：e=Emcosω t 电流瞬时值表达式：i=Imcosω t
b
c
其中：Em=NBSω =Nφ mω
Im=Em/R总
以下几种情况若B、N、S、ω 相同，则Em相同
e Em sint NBS 2nsin(2nt)
100 1 0.05 2 300 sin(2 300 t)
60
60
50sin(10t)V
(2)线圈转过1／30s时电动势的瞬时值多大；
当t＝1／30s时，电动势的瞬时值
e 50sin(10 1 ) 43.3V
(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: u=Umsinωt(从中性面开始计时) u=Umcosωt(从从B∥S开始计时)
三、交变电流的图像和变化规律
3、交变电流的种类
电容越大，交流的频率越高，电容器对交流的阻碍 作用就越小，容抗越小。
1
*公式：X C 2fC 3.应用 通交流、隔直流，通高频、阻低频
（1）隔直电容：隔直流，通交流。
（2）高频旁路电容：让高频交流信号通过电容，而 将低频信号送到下一级。作用：通高频，阻低频。
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
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( D )：
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
V垂直
e E m sin t
三、交变电流的图像和变化规律 1、正弦交变电流的图象
e
Em
o
T/4
π/2
2T/4
3T/4
π
3π/2
T
t
2π ωt
三、交变电流的图像和变化规律
2、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)
1．周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间
2．频率：1s内交变电流完成周期性变化的次数
我国工农业及生活 用电的周期为0.02s， 频率为50Hz，电流方 向每秒改变100次．
T 2 1 f
二、描述交变电流大小的物理量
1、瞬时值 e NBS sin t
2、最大值(峰值)：
线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋
周期的时间来确定有效值的． ③交流电压表和电流表通过交流电时，实际上已经由电表内部元
件把交流电变成了等效的直流，所以读出的就是交流的有效值， 并且电表的指针不会忽左忽右地摆动。
(3)．正弦（或余弦）交变电流有效值与最大值
之间的关系:
I Im 2
U Um 2
(4)一般用电器上标注的额定值是有效值，而电
如图所示，有一矩形线圈 abcd 在匀强磁 场中分别绕O1、O2轴以同样的角速度匀速 转动，那么此线圈在以O1、O2为轴分别旋 转到线圈平面与磁场垂直时，所产生的感 应电流之比为
A、1∶2 B、2∶1 C、1∶4 D、4∶1 E、1∶1
a O1 O2
b
B
d
c
表征交变电流的物理量
一、描述电流变化快慢的物理量
我的电流 有效值是
3A
3．有效值
（1）定义：使交变电流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们 在相等时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一 交变电流的有效值．（热效应相同）
（2）说明： ①交变电流的有效植根据电流的热效应来规定，与电流的方向无
关，计算电功和热量必须用有效值 ②有效值一般与所取时间的长短有关，在无特别说明时是以一个
容器上标注的是最大值
4、平均值: E N t
应用:计算通过某导体截面的电量
q It
E
t
N
t
t
N
R总
R总
R总
图中两交变电流通过相同的电阻R。求： （1）分别写出它们的有效值、周期和频率。 （2）计算它们在R上产生的功率之比。
如图所示，线圈的面积是0.05㎡，共有100匝；线圈 电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强 度为B＝1／πT，当线圈以300r/min的转速匀速旋转 时，求： (1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应 电动势的瞬时表达式；
30
(3)电路中电压表和电流表示数各是多少。
电动势的有效值为 E Em 50 35.4V
22
电流表的示数
I E 35.4 3.54A R r 91
电压表的示数 U IR 3.949 31.86V
(4)线圈每转过一周，外力所做的功。
一.容抗
1、反映电容对交流的阻碍作用 2、影响容抗大小的因素
交变电流
一、交变电流的概念
交变电流： 大小和方向都随时间做周期性变化的电流 简称：交流（AC ）
直流电流：方向不随时间变化的电流 （DC）
i
t
二、交变电流的产生
交 流 发 电 机 模 型
将立体图转化为平面图
两个特殊位置：
第一特殊位置：S⊥B —中性面
中性面特点： 1、磁通量最大Ф=Фmax 2、导体边不切割磁感线
转时，电动势最大值：
U/VEm ຫໍສະໝຸດ BS电压最大值Um
电压瞬时值
t/s
0
3．有效值
甲、乙图中电炉烧水,设壶材料相同、水质量相等、 水的初温相同．若直流电源用10分钟把水烧开，而 第二次用交流电时也用10分钟把水烧开
我 10 分 钟把水 烧开
我的电 流是恒 定的3A
我10分钟 也把水烧 开！
我的电流 是变化的
第二特殊位置：S//B
特点： 1、磁通量为最小，Ф=0
2、导体边垂直切割磁感线 线圈中有感应电流
思考：
在线圈旋转至任何一个非特殊位置时的感应电动势 如何计算？
以线圈从中性面转动为t=0时刻开始计时，经过t时 间
V
e nBs sint
t
为最大。
从中性面开始计时：
电动势瞬时值表达式：e=Emsinω t 电流瞬时值表达式：i=Imsinω t
ad
从平行面开始计时：
电动势瞬时值表达式：e=Emcosω t 电流瞬时值表达式：i=Imcosω t
b
c
其中：Em=NBSω =Nφ mω
Im=Em/R总
以下几种情况若B、N、S、ω 相同，则Em相同
e Em sint NBS 2nsin(2nt)
100 1 0.05 2 300 sin(2 300 t)
60
60
50sin(10t)V
(2)线圈转过1／30s时电动势的瞬时值多大；
当t＝1／30s时，电动势的瞬时值
e 50sin(10 1 ) 43.3V
(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: u=Umsinωt(从中性面开始计时) u=Umcosωt(从从B∥S开始计时)
三、交变电流的图像和变化规律
3、交变电流的种类
电容越大，交流的频率越高，电容器对交流的阻碍 作用就越小，容抗越小。
1
*公式：X C 2fC 3.应用 通交流、隔直流，通高频、阻低频
（1）隔直电容：隔直流，通交流。
（2）高频旁路电容：让高频交流信号通过电容，而 将低频信号送到下一级。作用：通高频，阻低频。
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
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( D )：
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
V垂直
e E m sin t
三、交变电流的图像和变化规律 1、正弦交变电流的图象
e
Em
o
T/4
π/2
2T/4
3T/4
π
3π/2
T
t
2π ωt
三、交变电流的图像和变化规律
2、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)
1．周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间
2．频率：1s内交变电流完成周期性变化的次数
我国工农业及生活 用电的周期为0.02s， 频率为50Hz，电流方 向每秒改变100次．
T 2 1 f
二、描述交变电流大小的物理量
1、瞬时值 e NBS sin t
2、最大值(峰值)：
线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋
周期的时间来确定有效值的． ③交流电压表和电流表通过交流电时，实际上已经由电表内部元
件把交流电变成了等效的直流，所以读出的就是交流的有效值， 并且电表的指针不会忽左忽右地摆动。
(3)．正弦（或余弦）交变电流有效值与最大值
之间的关系:
I Im 2
U Um 2
(4)一般用电器上标注的额定值是有效值，而电
如图所示，有一矩形线圈 abcd 在匀强磁 场中分别绕O1、O2轴以同样的角速度匀速 转动，那么此线圈在以O1、O2为轴分别旋 转到线圈平面与磁场垂直时，所产生的感 应电流之比为
A、1∶2 B、2∶1 C、1∶4 D、4∶1 E、1∶1
a O1 O2
b
B
d
c
表征交变电流的物理量
一、描述电流变化快慢的物理量
我的电流 有效值是
3A
3．有效值
（1）定义：使交变电流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们 在相等时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一 交变电流的有效值．（热效应相同）
（2）说明： ①交变电流的有效植根据电流的热效应来规定，与电流的方向无
关，计算电功和热量必须用有效值 ②有效值一般与所取时间的长短有关，在无特别说明时是以一个
容器上标注的是最大值
4、平均值: E N t
应用:计算通过某导体截面的电量
q It
E
t
N
t
t
N
R总
R总
R总
图中两交变电流通过相同的电阻R。求： （1）分别写出它们的有效值、周期和频率。 （2）计算它们在R上产生的功率之比。
如图所示，线圈的面积是0.05㎡，共有100匝；线圈 电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强 度为B＝1／πT，当线圈以300r/min的转速匀速旋转 时，求： (1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应 电动势的瞬时表达式；
30
(3)电路中电压表和电流表示数各是多少。
电动势的有效值为 E Em 50 35.4V
22
电流表的示数
I E 35.4 3.54A R r 91
电压表的示数 U IR 3.949 31.86V
(4)线圈每转过一周，外力所做的功。
一.容抗
1、反映电容对交流的阻碍作用 2、影响容抗大小的因素
交变电流
一、交变电流的概念
交变电流： 大小和方向都随时间做周期性变化的电流 简称：交流（AC ）
直流电流：方向不随时间变化的电流 （DC）
i
t
二、交变电流的产生
交 流 发 电 机 模 型
将立体图转化为平面图
两个特殊位置：
第一特殊位置：S⊥B —中性面
中性面特点： 1、磁通量最大Ф=Фmax 2、导体边不切割磁感线
转时，电动势最大值：
U/VEm ຫໍສະໝຸດ BS电压最大值Um
电压瞬时值
t/s
0
3．有效值
甲、乙图中电炉烧水,设壶材料相同、水质量相等、 水的初温相同．若直流电源用10分钟把水烧开，而 第二次用交流电时也用10分钟把水烧开
我 10 分 钟把水 烧开
我的电 流是恒 定的3A
我10分钟 也把水烧 开！
我的电流 是变化的