交变电流课件讲解
合集下载
交变电流课件
匀速转动时,根据法拉第电磁感应定律,线圈中产生的感应电动势随
时间而变化的函数是正弦函数。
(1)函数特点:
瞬时电动势 e=Emsin ωt
瞬时电流 i=Imsin ωt
瞬时电压 u=Umsin ωt
其中 Em、Im、Um 分别表示电动势、电流、电压的峰值。
(2)图象特点:
按正弦规律变化的交变电流,其图象是一条正弦曲线,如图所
磁通量为零,但磁通量的变化率最大。
答案:C
二、 交变电流的图象及变化规律
1.求解交变电流的瞬时值问题的答题模型
2.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,如图所示,
交变电流的 e-t 图象。
由图可以确定出以下信息:
流最大(均选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。
(3)中性面:对应甲、丙位置,此时线圈平面与磁感线方向垂直,
磁通量最大。
(4)过程分析归纳。
线圈在匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,产生的感
应电流大小、方向都随时间做周期性的变化,即产生了交变电流。
3.正弦交变电流的变化规律
当闭合线圈由中性面位置(图中 O1O2 位置)开始在匀强磁场中
sin ωt,即 im=Imsin ωt。R 两端的电压可记为
u=Umsin ωt。
思考探究
什么情况下线圈中产生 e=NBSωsin ωt 的交流电动势?
答案:e=nBSωsin ωt 适用于:(1)平面线圈;(2)转轴垂直于磁场;(3)
转轴位于线圈平面内;(4)匀速转动,即满足以上条件时,产生感应电
(2)感应电动势的峰值由线圈匝数 N、磁感应强度 B、转动角
时间而变化的函数是正弦函数。
(1)函数特点:
瞬时电动势 e=Emsin ωt
瞬时电流 i=Imsin ωt
瞬时电压 u=Umsin ωt
其中 Em、Im、Um 分别表示电动势、电流、电压的峰值。
(2)图象特点:
按正弦规律变化的交变电流,其图象是一条正弦曲线,如图所
磁通量为零,但磁通量的变化率最大。
答案:C
二、 交变电流的图象及变化规律
1.求解交变电流的瞬时值问题的答题模型
2.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,如图所示,
交变电流的 e-t 图象。
由图可以确定出以下信息:
流最大(均选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。
(3)中性面:对应甲、丙位置,此时线圈平面与磁感线方向垂直,
磁通量最大。
(4)过程分析归纳。
线圈在匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,产生的感
应电流大小、方向都随时间做周期性的变化,即产生了交变电流。
3.正弦交变电流的变化规律
当闭合线圈由中性面位置(图中 O1O2 位置)开始在匀强磁场中
sin ωt,即 im=Imsin ωt。R 两端的电压可记为
u=Umsin ωt。
思考探究
什么情况下线圈中产生 e=NBSωsin ωt 的交流电动势?
答案:e=nBSωsin ωt 适用于:(1)平面线圈;(2)转轴垂直于磁场;(3)
转轴位于线圈平面内;(4)匀速转动,即满足以上条件时,产生感应电
(2)感应电动势的峰值由线圈匝数 N、磁感应强度 B、转动角
交变电流 课件
2．峰值 (1)由 e＝NBSωsin ωt 可知，电动势的峰值 Em＝NBSω. (2)交变电动势的最大值，由线圈匝数 N、磁感应强度 B、转动角速度 ω 及线圈 面积 S 决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关，但转轴必须垂直于磁场， 因此如图 5-1-6 所示几种情况，若 N、B、S、ω 相同，则电动势的最大值相同．
交变电流
一、交变电流及其产生 1．交变电流 (1)交变电流：大小和方向都随时间做周周期期性性变化的电流，简称交流． (2)直流：方方向向 不随时间变化的电流．大小和方向都不随时间变化的电流称为恒 定电流．
2．交变电流的产生 (1)产生条件：在匀强磁场中，矩形线圈绕垂垂直直于磁场方向的轴匀速转动． (2)过程分析(如图 5-1-1 所示)：
图 5-1-1
(3)中性面：线圈在磁场中转动的过程中，线圈平面与磁场垂直 时所在的平面．
二、交变电流的变化规律
1．从两个特殊位置开始计时瞬时值的表达式
从中性面位置开始计时 从与中性面垂直的位置开始计时
磁通量 感应电动势
电压
Φ＝Φmcos ωt＝BScos ωt e＝Emsin ωt＝NBSωsin ωt u＝Umsin ωt＝RRN＋BSrωsin ωt
图 5-1-9
2．交变电流图象的应用 从图象中可以解读到以下信息： (1)交变电流的最大值 Im、Em、周期 T. (2)因线圈在中性面时感应电动势、感应电流均为零，磁通量最大，所以可确定 线圈位于中性面的时刻． (3)找出线圈平行于磁感线的时刻． (4)判断线圈中磁通量的变化情况． (5)分析判断 e、i、u 随时间的变化规律．
Φ＝Φmsin ωt＝BSsin ωt e＝Emcos ωt＝NBSωcos ωt u＝Umcos ωt＝RRN＋BSrωcos ωt
《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。
认识交变电流课件
解析：根据正弦交变电流产生的条件可知，B、C、 D 正确.
答案：BCD
2.（多选）矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面 内的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是 （）
A.当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大 B.当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势 也为零 C.每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流的 方向就改变一次 D.线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为Φ＝12BS，所以E—＝NΔΔΦt ＝1π50 V.
答案：（1）e＝100sin 20πt（V） （2）86.6 V （3）1π50 V
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.
知识点三 用公式描述交变电流 1.正弦式交变电流. 按正弦规律变化的交变电流简称正弦式电流. 2.正弦式电流的峰值、瞬时值（从中性面开始计时）.
项目
峰值
瞬时值
电动势 Em＝NBSω e＝Emsin ωt 电流 Im＝RE＋mr i＝Imsin ωt
答案：AC
交变电流的变化特点 （1）线圈转至与磁感线平行时，磁通量的变化率最 大，感应电动势最大，故线圈每转一周，电动势最大值 出现两次. （2）线圈每经过中性面一次，感应电流和感应电动 势的方向都要改变一次.线圈转动一周，两次经过中性面， 感应电动势和感应电流的方向都改变两次.
1.（多选）下图中哪些情况，线圈中产生了正弦交变 电流（均匀速转动）（ ）
电压 Um＝ImR u＝Umsin ωt
3.几种常见的交变电流的波形.
甲：家庭电路 中的正弦式 交变电流
乙：示波器 中的锯齿 波扫描电 压
丙：电子计 算机中的矩 形脉冲
丁：激光通信 中的尖脉冲
小试身手 1.如图所示，图像中不属于交变电流的有（ ）
答案：BCD
2.（多选）矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面 内的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是 （）
A.当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大 B.当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势 也为零 C.每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流的 方向就改变一次 D.线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为Φ＝12BS，所以E—＝NΔΔΦt ＝1π50 V.
答案：（1）e＝100sin 20πt（V） （2）86.6 V （3）1π50 V
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.
知识点三 用公式描述交变电流 1.正弦式交变电流. 按正弦规律变化的交变电流简称正弦式电流. 2.正弦式电流的峰值、瞬时值（从中性面开始计时）.
项目
峰值
瞬时值
电动势 Em＝NBSω e＝Emsin ωt 电流 Im＝RE＋mr i＝Imsin ωt
答案：AC
交变电流的变化特点 （1）线圈转至与磁感线平行时，磁通量的变化率最 大，感应电动势最大，故线圈每转一周，电动势最大值 出现两次. （2）线圈每经过中性面一次，感应电流和感应电动 势的方向都要改变一次.线圈转动一周，两次经过中性面， 感应电动势和感应电流的方向都改变两次.
1.（多选）下图中哪些情况，线圈中产生了正弦交变 电流（均匀速转动）（ ）
电压 Um＝ImR u＝Umsin ωt
3.几种常见的交变电流的波形.
甲：家庭电路 中的正弦式 交变电流
乙：示波器 中的锯齿 波扫描电 压
丙：电子计 算机中的矩 形脉冲
丁：激光通信 中的尖脉冲
小试身手 1.如图所示，图像中不属于交变电流的有（ ）
交变电流》课件共31张
（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，不动的部分叫定子
第五章 交变电流
1.放置在水平面上彼此平行的导轨与电阻R相连， 如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，与导轨平
思考:磁通量是多大?
0
E=Bsω是最大感应电动势吗？
第五章 交变电流
问题3.若单匝线框从中性面开始转动,经过 一段时间t,在这一时刻整个线框产生的电 动势又是多大?
c a
d
F H
V4
θ
第五章 交变电流
中性面
V3
c d
F H
瞬时值
b
a
中性面
V4
θ
V4⊥
θ
V4∥ θ
V3⊥
V3∥
V3
e BL1V3 sin BL1V4 sin
§5.1 交变电流
永丰中学物理组
第五章 交变电流
定子
转子
电刷
第五章 交变电流
【演示1】 观察小灯泡的发光情况
“亮”、“闪”
亮: 说明有电流通过灯泡 闪: 通过灯泡电流大小是变化
线框中产生的感应电流强度大小是变化的
第五章 交变电流
【演示2】 二极管的发光情况
交替发光
G
通过二极管的电流方向是周期性变 化的
的交流电．既然是切割磁感线的运动，根据E＝Blv即可求
得感应电动势，要注意v应代入瞬时值求得瞬时感应电动 势．导体棒速度为零时，瞬时电动势为零，就在此时改变 速度方向，也同时改变电流方向． 解析:(1)因为导体棒做简谐运动，必定在AA′和BB ′中间的OO′速度最大，此时刻便是v=v0cosωt的 计时起点． 导体棒产生的感应电动势
交变电流 课件
1.设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω，
ab、cd长L1，ad、bc长L2 ，磁感应强度为B。经过 时间t到实线位置，求此时线圈中的感应电动势e。
ab边中的感应电动势就是
cd边中的感应电动势跟ab边中 的大小相同，而且又是串联的。 所以，这一瞬间整个线圈感应 电动势
a(b)
B
.o
V⊥
d(c)
2.交变电流的变化规律 (1)感应电动势的瞬时值: e=nBSωsinωt=Emsinωt (从中性面开始计时) Em为电动势的峰值Em=nBSω (2)感应电流的瞬时值:
i=(nBSω/R)sinωt=Imsinωt (从中性面开始计时) (3)外电路电阻两端电压的瞬时值:
u=Umsinωt (从中性面开始计时)
3.交流电的图像 e=Emsinωt (从中性面开始计时)
e
Em
T/4
2T/4
3T/4
Tt
o
π/2
π
3π/2
2π ωt
思考讨论：
（1）电动势按正弦规律变化 成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面 时开始计时。
交变电流
探究手摇交流发电机输出电流的特点：
实验一：用手摇交流发电机对小灯泡供电
现象：小灯泡一闪一闪地发光 结论：电流的大小是周期变化的
实验二：用手摇交流发电机对并联的反向的发光 二极管供电
现象：两个发光二极管交替发光 结论：电流的方向是周期变化的
一、电流的分类
1、交变电流（简称交流）（AC） ： 大小和方向都随时间做周期性变化的电流。 其实方向随时间改变的电流，就称为交流 。
磁场的对称轴匀速转动，ab和cd边垂直于纸面。
问题探究：
1、感应电动势是如何产生的？方向如何变化？ 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？
《认识交变电流》课件
交流电的产生过程
交流电的产生
当发电机转子绕组中的电流发生 变化时，就会产生旋转磁场，这 个旋转磁场与定子绕组相互作用 产生感应电动势，从而产生交流
电。
交流电的特性
交流电的电压和电流的大小和方 向均随时间作周期性变化，具有 频率、幅值和相位三个基本参数
。
交流电的应用
交流电广泛应用于工业、商业和 家庭等领域，如电动机的驱动、
THANKS
感谢观看
照明、加热等。
交流电的波形图
01
02
03
正弦波交流电
在理想情况下，交流电的 波形是正弦波。正弦波具 有固定的频率、幅值和相 位。
波形图分析
通过分析波形图，可以了 解交流电的频率、幅值和 相位等参数，从而了解交 流电的基本特性。
非正弦波交流电
在实际应用中，由于各种 因素的影响，交流电的波 形可能会发生畸变，不再 是标准的正弦波。
使用绝缘材料、避免接触裸露的 电线、不私拉乱接电线等措施可 有效预防触电事故的发生。
切断电源 心肺复苏 医疗救治 防护措施
一旦发现有人触电，应立即切断 电源或使用绝缘物体将受害者与 电源分离。
尽快将受害者送往医院接受进一 步治疗。
05
交变电流在生活中的应用
Chapter
家用电器中的交流电
电视机
电视机是家庭中常见的电器，它 使用交流电来驱动内部的电子元
交流电对人体的伤害
电击
交流电会对人体造成电击 ，导致肌肉痉挛、心跳异 常甚至呼吸停止。
电热灼伤
交流电在人体内产生的热 量会导致皮肤灼伤、组织 坏死。
电离辐射
交流电产生的磁场会对人 体产生微弱的电离辐射， 长期接触可能对人体健康 产生影响。
认识交变电流PPT课件
第二章 交变电流
2.1 认识交变电流
-
1
恒定电流DC（直流）：强弱和方向都不随时间改变的电流. 交变电流AC（交流）:电流大小和方向随时间作周期性变 化
一、观察交变电流(的电流图方像向（一波定形要图变化，)示
波器）
用学生电源把照明电路中220V的交变电压变成6V 或3V的低压交变电流，给小灯泡供电。把小灯泡的两 端接入示波器的输入端，观察示波器的波形图， 并思考问题：示波器显示出来的波形图是什么形状？
6
-
7
练习
-
8
三、实验分析
1、abcd线框哪些边切割磁感线？
2、(a)图到(b)图磁通量增加还是减 少？感应电流方向如何?(以ab边为例)
3、(b)图到(c)图磁通量增加还是减 少？感应电流方向如何?(以ab边为 例)
-
9
B
b
a
d
kA
L
B
c
c
d
b
K L
A
a
B
c
b
b
a
dk
a
A
L
c
KA
L
d
B
b
c
电子计算机中电子计算机中的矩形脉冲的矩形脉冲激光通信用激光通信用的尖脉冲的尖脉冲几种常见交变电流波形图课本p43家庭电路中的家庭电路中的正弦交变电流正弦交变电流示波器中的锯齿示波器中的锯齿波形扫描电压波形扫描电压二交变电流的产生1实验仪器单相交流发电机手摇发电机手摇发电机观察仪器构造2实验现象1电动机与小灯泡组成闭合回路当线框快速转动时观察到的实验现象
小灯泡一闪一闪
2)电动机与电流表组成闭合回路，当线框缓慢转动时， 观察到的实验现象？
电流表指针左右摆动
2.1 认识交变电流
-
1
恒定电流DC（直流）：强弱和方向都不随时间改变的电流. 交变电流AC（交流）:电流大小和方向随时间作周期性变 化
一、观察交变电流(的电流图方像向（一波定形要图变化，)示
波器）
用学生电源把照明电路中220V的交变电压变成6V 或3V的低压交变电流，给小灯泡供电。把小灯泡的两 端接入示波器的输入端，观察示波器的波形图， 并思考问题：示波器显示出来的波形图是什么形状？
6
-
7
练习
-
8
三、实验分析
1、abcd线框哪些边切割磁感线？
2、(a)图到(b)图磁通量增加还是减 少？感应电流方向如何?(以ab边为例)
3、(b)图到(c)图磁通量增加还是减 少？感应电流方向如何?(以ab边为 例)
-
9
B
b
a
d
kA
L
B
c
c
d
b
K L
A
a
B
c
b
b
a
dk
a
A
L
c
KA
L
d
B
b
c
电子计算机中电子计算机中的矩形脉冲的矩形脉冲激光通信用激光通信用的尖脉冲的尖脉冲几种常见交变电流波形图课本p43家庭电路中的家庭电路中的正弦交变电流正弦交变电流示波器中的锯齿示波器中的锯齿波形扫描电压波形扫描电压二交变电流的产生1实验仪器单相交流发电机手摇发电机手摇发电机观察仪器构造2实验现象1电动机与小灯泡组成闭合回路当线框快速转动时观察到的实验现象
小灯泡一闪一闪
2)电动机与电流表组成闭合回路，当线框缓慢转动时， 观察到的实验现象？
电流表指针左右摆动
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
交变电流 课件
瞬时值表达式为 i＝20sin 100πt A.
答案 (1)50 Hz (2)10 2 A (3)i＝20sin 100πt A
交变电流的产生 (1)正弦式交变电流的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场 的轴匀速转动，产生交变电流(如图 3-3-1 所示)．
图3-3-1
(2)正弦式交流电的变化规律： ①电流、电压随时间按正弦规律变化． ②图象为正弦曲线：
二、描述交流电的各物理量的关系 周期(T)与频率(f)
周期与频率互为倒数关系，即 T＝1f或 f＝T1. 峰值与有效值
交变电流
一、交流发电机 1．发电原理： 由于转子的转动使得穿过线圈的 磁通量 发生 变化，在线圈中产生了感应电动势 ． 2．交变电流：大小、方向随时间做 周期性 变化的交流，简 称 交流 ． 方向 不变的电流叫直流．
二、正弦式交变电流 1．电流、 电压 随时间按正弦规律变化的电流叫做正弦式交流 电． 2．表达式：i＝ Imsin ωt u＝ Umsin ωt 3．正弦式交变电流的 it 图象或 ut 图象为正弦曲线．
三、描述交变电流的物理量 1．周期和频率 (1)交变电流完成 一次周期性变化 所需的时间叫做交变电流 的 周期 ，通常用 T 表示；交变电流在 1 s 内完成周期性变化 的 次数 叫做交变电流的 频率 ，通常用 f 表示．
(2)周期和频率的关系为 T＝1f. (3)T 和 f 的单位分别是秒(s)和 赫兹(Hz) ．
(1)对于正弦式交流电： Ie＝ Im2，Ue＝Um2，E＝Em2 (2)对于一般的交流电要根据有效值的定义去求．
有效值与平均值 (1)对于某交流电，它的有效值是恒定的，可以通过峰值求得． (2)交流电的平均值 E ＝nΔΔΦt ，而 E 在不同的时间 Δt 内是不同
交变电流 课件
瞬时电流：i＝ Imsin ωt
图像
注：表达式中Em、Um、Im分别是电动势、电压和电流 的峰值，而e、u、i则是这几个量的瞬时值。
(2)其他交变电流： 实际应用中，交变电流有不同的变化规律，常见的有 以下几种，如图5－1－2所示。
图5－1－2
1．产生 在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线 圈里产生的是交变电流，实验装置如图5－1－5所示。
图5－1－10
2．正弦式电流图像的应用 (1)由图5－1－11可以读出正弦式电流的峰值。
图5－1－11
(2)可根据线圈转至中性面时电流为零的特点，确定线 圈处于中性面的时刻，也就是磁通量最大的时刻和磁通量 变化率最小的时刻。
(3)可根据线圈转至与磁场平行时感应电流最大的特点， 确定线圈与中性面垂直的位置，此位置也就是磁通量为零 的时刻和磁通量变化率最大的时刻。
1．瞬时值
图5－1－7 若线圈平面从中性面开始转动，如图5－1－7跟磁感线方向的夹角 θ＝ωt ⇓
ab 边转动的线速度大小：v＝ωR＝ωL2ad ⇓
⇓ ab 边产生的感应电动势：eab＝BLabvsin θ＝BS2ωsin ωt
⇓ 整个一匝线圈产生的电动势：e＝2eab＝BSωsin ωt
(3)中性面： ①定义：线圈平面与磁场垂直的位置。 ②特点：线圈在此位置磁通量 最大 ，电动势为零，线圈经 过中性面时，感应电流的 方向 要发生改变。 2．交变电流的变化规律 (1)正弦式交变电流： ①定义：按正弦规律变化的交变电流，简称正弦式电流。
②函数和图像： 函数
瞬时电动势：e＝ Emsin ωt 瞬时电压：u＝ Umsin ωt
交变电流
1．交变电流及产生机理 (1)交变电流与直流的定义： ①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。 ②直流： 方向 不随时间变化的电流。
图像
注：表达式中Em、Um、Im分别是电动势、电压和电流 的峰值，而e、u、i则是这几个量的瞬时值。
(2)其他交变电流： 实际应用中，交变电流有不同的变化规律，常见的有 以下几种，如图5－1－2所示。
图5－1－2
1．产生 在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线 圈里产生的是交变电流，实验装置如图5－1－5所示。
图5－1－10
2．正弦式电流图像的应用 (1)由图5－1－11可以读出正弦式电流的峰值。
图5－1－11
(2)可根据线圈转至中性面时电流为零的特点，确定线 圈处于中性面的时刻，也就是磁通量最大的时刻和磁通量 变化率最小的时刻。
(3)可根据线圈转至与磁场平行时感应电流最大的特点， 确定线圈与中性面垂直的位置，此位置也就是磁通量为零 的时刻和磁通量变化率最大的时刻。
1．瞬时值
图5－1－7 若线圈平面从中性面开始转动，如图5－1－7跟磁感线方向的夹角 θ＝ωt ⇓
ab 边转动的线速度大小：v＝ωR＝ωL2ad ⇓
⇓ ab 边产生的感应电动势：eab＝BLabvsin θ＝BS2ωsin ωt
⇓ 整个一匝线圈产生的电动势：e＝2eab＝BSωsin ωt
(3)中性面： ①定义：线圈平面与磁场垂直的位置。 ②特点：线圈在此位置磁通量 最大 ，电动势为零，线圈经 过中性面时，感应电流的 方向 要发生改变。 2．交变电流的变化规律 (1)正弦式交变电流： ①定义：按正弦规律变化的交变电流，简称正弦式电流。
②函数和图像： 函数
瞬时电动势：e＝ Emsin ωt 瞬时电压：u＝ Umsin ωt
交变电流
1．交变电流及产生机理 (1)交变电流与直流的定义： ①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。 ②直流： 方向 不随时间变化的电流。
交变电流课件
C.是从线圈平面与磁场方向平行的时刻开始计时的
D.每当感应电动势 e 变换方向时,穿过线圈的磁通量都最大
解析:由图象可知,当 t=0 时,感应电动势有最大值,说明穿过线圈
的磁通量的变化率最大,即线圈平面与磁场平行,选项 C 正确;t1、t3
时刻,感应电动势为零,说明这两个时刻穿过线圈的磁通量的变化率
C.灯先发光,再慢慢熄灭
D.灯一直不亮
思路点拨:解答本题的关键是对电容器充放电的理解和电容器
在电路中的作用.
解析:电容器充电过程有电流,当电容器充电完毕后,电路中就没
有电流,故闭合开关,灯会先发光,再慢慢熄灭,C 对.
答案:C
⑤分析判断 i、e 随时间变化的规律.
典题例解
【例 2】 (双选)一个按正弦规律变化的交变电流的 i-t 图象如
图所示,根据图象可以断定(
)
A.交变电流的频率 f=0.2 Hz
B.交变电流的有效值 Ie=14.1 A
C.交变电流瞬时值表达式 i=20sin(0.02t) A
8
D.在 t= 时刻,电流的大小与其有效值相等
次.
(2)频率 f:交变电流在 1 s 内完成周期性变化的次数,单位是赫兹,
1
符号为 Hz;频率越大,交变电流变化越快.f= =
流的频率为 50 Hz,周期为 T=0.02 s.
.我国民用交变电
2π
5.正弦式交变电流的图象
(1)如果以时间 t 为横坐标、电流 i 或电压 e 为纵坐标,把交变电
能够通过这个电容器,也就是说机芯、外壳间始终在进行着充放电,
所以你能感觉到“漏电”.解决方案就是金属外壳接地.其实,现在生产
的电气设备一般都增加了这一接地线.
D.每当感应电动势 e 变换方向时,穿过线圈的磁通量都最大
解析:由图象可知,当 t=0 时,感应电动势有最大值,说明穿过线圈
的磁通量的变化率最大,即线圈平面与磁场平行,选项 C 正确;t1、t3
时刻,感应电动势为零,说明这两个时刻穿过线圈的磁通量的变化率
C.灯先发光,再慢慢熄灭
D.灯一直不亮
思路点拨:解答本题的关键是对电容器充放电的理解和电容器
在电路中的作用.
解析:电容器充电过程有电流,当电容器充电完毕后,电路中就没
有电流,故闭合开关,灯会先发光,再慢慢熄灭,C 对.
答案:C
⑤分析判断 i、e 随时间变化的规律.
典题例解
【例 2】 (双选)一个按正弦规律变化的交变电流的 i-t 图象如
图所示,根据图象可以断定(
)
A.交变电流的频率 f=0.2 Hz
B.交变电流的有效值 Ie=14.1 A
C.交变电流瞬时值表达式 i=20sin(0.02t) A
8
D.在 t= 时刻,电流的大小与其有效值相等
次.
(2)频率 f:交变电流在 1 s 内完成周期性变化的次数,单位是赫兹,
1
符号为 Hz;频率越大,交变电流变化越快.f= =
流的频率为 50 Hz,周期为 T=0.02 s.
.我国民用交变电
2π
5.正弦式交变电流的图象
(1)如果以时间 t 为横坐标、电流 i 或电压 e 为纵坐标,把交变电
能够通过这个电容器,也就是说机芯、外壳间始终在进行着充放电,
所以你能感觉到“漏电”.解决方案就是金属外壳接地.其实,现在生产
的电气设备一般都增加了这一接地线.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
假如线圈沿逆时针转动，分析下面几个问题
3、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流？转到什么 位置时线圈中电流最大？ 线圈转到甲、丙位置时线圈中没有电流； 转到乙、丁位置时线圈中电流最大！
中性面--与磁感线垂直的平面
①线圈经过中性面时，感应电动势为零，感应电流 为零，线圈呈电中性——中性面。
②当线圈平面与中性面垂直时，感应电动 势最大，感应电流最大。 ③线圈每经过中性面一次，交流电方向改变一次，线 圈每转动一周（交流电的一个周期） ，两次经过中性 面，交流电的方向改变两次。
e=EmsinWt
e——电动势的瞬时值 Em——它达到的峰值 ω——发电机线圈转动的角速度
交变电流的变化规律
• 发电机连接负载时，通过电路中的电流也是按照 正弦规律变化的，它也可以用三角函数式表达：
i=ImsinWt
i——电流的瞬时值
Im——它能达到的峰值
交变电流的变化规律
当交变电流通过电阻R时，根据欧姆定律，电阻 两端的电压跟通过电阻的电流成正比，所以电压也 按正弦规律变化，其表达式是：
交变电流的产生
• 交变电流产生示意图：
ABCD——线圈（切割磁感线） K、L——圆环
｝ E 、 F——电刷
使线圈在转动时保 持与外电路的连接
假如线圈沿逆时针转动，分析下面几个问题
1、在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪 个方向流动？
假如线圈沿逆时针转动，分析下面几个问题
2、在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪 个方向流动？
假如பைடு நூலகம்圈沿逆时针转动，分析下面几个问题
• 4、大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线， • 在坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位 置 • 时对应的时刻。
交变电流的变化规律
由以上的演示可以看出，交变电压随时间变化的图象是正弦曲 线，这说明发电机线圈中产生的感应电动势也是按照正弦规律 变化的，它可以写做：
u=UmsinWt u——电压的瞬时值 Um——它达到的峰值
交变电流的变化规律
• 如果以时间t为横坐标，以电流i或电压u为纵 坐标，把电流或电压变化的规律用曲线画出 来，会得到下图所示的正弦曲线。
按正弦规律变化的交变电流叫做正弦交变电流。 简称正弦式电流。它是一种最简单、最基本的交变电 流。我国家庭电路中的交变电流就是正弦交变电流
新化十二中 吴爱新
利用电流传感器（或电压传感器）可以可以在荧 光屏上绘出电流（或电流）随时间变化的图象
可见，不同的电流波形是不相同的！
交变电流
• 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 如：家庭电路中的电流 直流—— 方向不随时间变化的电流 如：电池提供的电流 交变电流可以变成直流！
除此，工程技术中经常采用的交变电流还有另外 的几种，如：
家庭电路中的 正弦交变电流
示波器中的锯齿 波形扫描电压
除此，工程技术中经常采用的交变电流还有另外 的几种，如：
电子计算机中 的矩形脉冲
激光通信用 的尖脉冲