交變電流的產生及描述

1、交變電流的產生和描述,交變電流的產生,交流發(fā)電機模型,將立體圖轉化為平面圖,兩個特殊位置,第一特殊位置：s,b,中性面特點,2、導體邊不切割磁感線,1、磁通量最大=max,所以，e感=0，i感=0,即：此時線圈中無電流,中性面,特點,2、導體邊垂直切割磁感線,1、磁通量為最小，=0,線圈中有感應電流,e感=nbs,即：此時線圈中電流最大,線圈經過中性面時，電流將改變方向，線圈轉動一周，兩次經過中性面，電流方向改變兩次,思考,在線圈旋轉至任何一個非特殊位置時的感應電動勢如何計算,v垂直,以線圈從中性面轉動為t=0時刻開始計時，經過t時間,v,1)、正弦交變電流的圖象,3、交變電流的圖像和變化規(guī)律

2、,4、交流發(fā)電機,1、構造,2、種類,用來產生感應電動勢的線圈（叫電樞） 用來產生磁場的磁極,旋轉電樞式發(fā)電機（電樞動磁極不動,旋轉磁極式發(fā)電機（磁極動電樞不動,無論哪種發(fā)電機，轉動的部分叫轉子，不動的部分叫定子,3)、交變電流的種類,1)正弦交流電,2)示波器中的鋸齒波掃描電壓,3)電子計算機中的矩形脈沖,4)激光通信中的尖脈沖,1在如圖所示的幾種電流隨時間變化的圖線中，屬于交變電流的是 ，屬于正弦交變電流的是,a,b,c,d,a b d,a,4、當線圈平面垂直于磁感線時，線圈各邊都不切割磁感線，線圈中沒有感應電流，這樣的位置叫做線圈平面每經過中性面一次，感應電流方向就改變一次，因此線圈轉動

3、一周，感應電流方向改變,3、交流電的產生：矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的中心軸勻速旋轉時，線圈中就會產生,2、交變電流：和 都隨時間做 的電流叫做交變電流電壓和電流隨時間按 變化的交流電叫正弦交流電,大小,方向,正弦規(guī)律,感應電流,中性面,兩次,周期性變化,5、線圈從中性面開始轉動，角速度是，線圈中的感應電動勢的峰值是em，那么在任一時刻t感應電動勢的瞬時值e為若線圈電阻為，則感應電流的瞬時值為,0,em,e,em,t,e=emsint,i=(em/r)sint,應用升級 1一只矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速 轉動，穿過線圈的磁通量隨時間變化的圖像如圖1013甲所示，則下列

4、說法正確的是 (,at0時刻，線圈平面與中性面垂直 bt0.01 s時刻，的變化率最大 ct0.02 s時刻，交流電動勢達到最大 d該線圈產生的交流電動勢的圖像如圖乙所示,b,答案：b,如圖1016所示，圖線a是線圈 在勻強磁場中勻速轉動時所產生正 弦交流電的圖象，當調整線圈轉速 后，所產生正弦交流電的圖象如圖 線b所示，以下關于這兩個正弦交 流電的說法正確的是() a在圖中t0時刻穿過線圈的磁通量均為零 b線圈先后兩次轉速之比為32 c交流電a的瞬時值為u10sin 5t(v,變式1,圖1016,bcd,解析由圖可知t0時刻時感應電動勢為零，穿過線圈的磁通量最大，選項a錯誤；由圖可知ta0.

5、4 s，tb0.6 s，線圈先后兩次轉速之比nanbtbta32，選項b正 答案bcd,典題例析 如圖所示，一矩形線圈abcd放置在勻強磁場中，并繞過ab、cd中點的軸oo以角速度逆時針勻速轉動。若以線圈平面與磁場夾角45時(如圖乙)為計時起點，并規(guī)定當電流自a流向b時電流方向為正。則如圖1017所示的四幅圖中正確的是 (,答案d,二、描述交變電流大小的物理量,線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速旋轉時，電動勢最大值,2、最大值(峰值,1、瞬時值,甲、乙圖中電爐燒水,設壺材料相同、水質量相等、水的初溫相同若直流電源用10分鐘把水燒開，而第二次用交流電時也用10分鐘把水燒開,3有效值,我的電流是

6、恒定的3a,我10分鐘把水燒開,我10分鐘也把水燒開,我的電流是變化的,我的電流有效值是3a,3有效值 （1）定義：使交變電流和直流通過相同阻值的電阻，如果它們在相等時間內產生的熱量相等，就把這一直流的數值叫做這一交變電流的有效值（熱效應相同） （2）說明： 交變電流的有效植根據電流的熱效應來規(guī)定，與電流的方向無關，計算電功和熱量必須用有效值 有效值一般與所取時間的長短有關，在無特別說明時是以一個周期的時間來確定有效值的 交流電壓表和電流表通過交流電時，實際上已經由電表內部元件把交流電變成了等效的直流，所以讀出的就是交流的有效值，并且電表的指針不會忽左忽右地擺動,注意：電容器的耐壓值是交流的最

7、大值,4)一般用電器上標注的額定值是有效值，而電容器上標注的是最大值,4平均值,計算通過某導體截面的電量一定要用平均值,3)正弦（或余弦）交變電流有效值與最大值之間的關系,典題例析 一個10 的電阻，它兩端的電壓u隨時間t的變化規(guī)律如圖10110所示，則 (,d,答案d,c,答案：c,典題例析 一個電阻為r、邊長為l的正方形 線圈abcd共n匝，線圈在磁感應強度為b 的勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸oo以 如圖10112所示的角速度勻速轉動， 外電路電阻為r。 圖10112,1)說明此刻線圈感應電流的方向。 (2)線圈轉動過程中感應電動勢的最大值有多大？ (3)線圈平面與磁感線夾角為60時的感應電動勢為多大？ (4)設發(fā)電機由柴油機帶動，其他能量損失不計， 線圈轉一周，柴油機做多少功？ (5)從圖示位置開始，線圈轉過60的過程中通 過r的電量是多少？ (6)圖中電流表和電壓表的示數各是多少,電阻為1 的矩形線圈繞垂直于磁場 方向的軸，在勻強磁場中勻速轉動， 產生的交變電動勢隨時間變化的圖 象如圖1018所示現把交流電 加在電阻為9 的電熱絲上，下列 判斷正確的是() a線圈轉動的角速度100 rad/s b在t0.01 s時刻，穿過線圈的磁通量最大 c電熱絲兩端的電壓u100 v d電熱絲此時的發(fā)熱功率p1 800 w,變式,圖1018,d,答案