高中物理选修交变电流PPT课件
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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
(甲)
没有边切割磁感应线
B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0 中性面
a（b）、d（c）边垂直
(乙)
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
二、交流电的变化规律
1.正弦式电流 (1)定义：电网中的交变电流，它的电流、 电压随时间按正弦函数的规律变化。 从中性面开始计时： 电流瞬时值表达式：i=Imsinωt 电压瞬时值表达式：u=Umsinωt 交流的峰值：电流和电压的最大值。
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பைடு நூலகம்圈的磁
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 = 2NBS ω/π
交流发电机简介
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
变 两次 ．
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 e= Emsinωt ．若线圈电阻为Ｒ，
则感应电流的瞬时值Ｉ
为
i= ． e
(Em/R)·sinωtEm
t
0
-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。
（1） 周期 : 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，单位是s．
（2） 频率: 交变电流在1s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,单位是赫兹(Hz)
（3） 周期和频率的 关系是:
f 1, T 1
T
f
三、交变电流能通过电容器
1.本质：电容器接到交流电路中后,交替产 生充电和放电,使电路中有交变电流,似乎 电流“通过”了电容器。 2.作用：电容在交流电路中有“通交流、 隔直流”“通高频、阻低频”的特性。
You Know, The More Powerful You Will Be
Thank You
在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
Thinking In Other People‘S Speeches，Growing Up In Your Own Story
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
四、交流电的有效值
（1）依据：电流热效应
（2）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相等的热量， 就把这一直流的数值叫做这一交变电流的有效值
（3）特点：交变电流的有效值根据电流的热 效应来规定，与电流的方向无关，在计算时， 要紧扣电流通过电阻生热或热功率进行计算， “相同时间”至少要取一个周期的时间
（4） 有效值与峰值的关系
Ie
1 2
Im
0.707 I m
Ue
1 2
Um
0.707U m
任何电流都有有效值，但上述关系只限于 正弦式交变电流，对其他形式的交变电流 并不适用.但可按有效值的定义进行推导
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
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.
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．
四、交流电的图像
b
a
d
kA
L
B
c
c
d
b
K L
A
a
B
c
b
b
a
dk
a
A
L
B
c
KA
L
d
B
b
c
a
d
kA
L
B
3. 交变电流的周期和频率
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
(甲)
没有边切割磁感应线
B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0 中性面
a（b）、d（c）边垂直
(乙)
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
二、交流电的变化规律
1.正弦式电流 (1)定义：电网中的交变电流，它的电流、 电压随时间按正弦函数的规律变化。 从中性面开始计时： 电流瞬时值表达式：i=Imsinωt 电压瞬时值表达式：u=Umsinωt 交流的峰值：电流和电压的最大值。
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பைடு நூலகம்圈的磁
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 = 2NBS ω/π
交流发电机简介
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
变 两次 ．
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 e= Emsinωt ．若线圈电阻为Ｒ，
则感应电流的瞬时值Ｉ
为
i= ． e
(Em/R)·sinωtEm
t
0
-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。
（1） 周期 : 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，单位是s．
（2） 频率: 交变电流在1s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,单位是赫兹(Hz)
（3） 周期和频率的 关系是:
f 1, T 1
T
f
三、交变电流能通过电容器
1.本质：电容器接到交流电路中后,交替产 生充电和放电,使电路中有交变电流,似乎 电流“通过”了电容器。 2.作用：电容在交流电路中有“通交流、 隔直流”“通高频、阻低频”的特性。
You Know, The More Powerful You Will Be
Thank You
在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
Thinking In Other People‘S Speeches，Growing Up In Your Own Story
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
四、交流电的有效值
（1）依据：电流热效应
（2）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相等的热量， 就把这一直流的数值叫做这一交变电流的有效值
（3）特点：交变电流的有效值根据电流的热 效应来规定，与电流的方向无关，在计算时， 要紧扣电流通过电阻生热或热功率进行计算， “相同时间”至少要取一个周期的时间
（4） 有效值与峰值的关系
Ie
1 2
Im
0.707 I m
Ue
1 2
Um
0.707U m
任何电流都有有效值，但上述关系只限于 正弦式交变电流，对其他形式的交变电流 并不适用.但可按有效值的定义进行推导
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
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.
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．
四、交流电的图像
b
a
d
kA
L
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B
3. 交变电流的周期和频率