交變電流的產(chǎn)生及描述【電氣相關(guān)】

1、交變電流的產(chǎn)生和描述,1,學(xué)習(xí)研究,2,學(xué)習(xí)研究,交變電流的產(chǎn)生,交流發(fā)電機(jī)模型,3,學(xué)習(xí)研究,將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖,4,學(xué)習(xí)研究,兩個(gè)特殊位置,第一特殊位置：S,B,中性面特點(diǎn),2、導(dǎo)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(shí)線圈中無(wú)電流,中性面,5,學(xué)習(xí)研究,特點(diǎn),2、導(dǎo)體邊垂直切割磁感線,1、磁通量為最小，=0,線圈中有感應(yīng)電流,E感=nBS,即：此時(shí)線圈中電流最大,6,學(xué)習(xí)研究,線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，電流將改變方向，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，兩次經(jīng)過(guò)中性面，電流方向改變兩次,7,學(xué)習(xí)研究,思考,在線圈旋轉(zhuǎn)至任何一個(gè)非特殊位置時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如何計(jì)算,V垂直,以線圈從中性

2、面轉(zhuǎn)動(dòng)為t=0時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)t時(shí)間,V,8,學(xué)習(xí)研究,1)、正弦交變電流的圖象,3、交變電流的圖像和變化規(guī)律,9,學(xué)習(xí)研究,10,學(xué)習(xí)研究,11,學(xué)習(xí)研究,4、交流發(fā)電機(jī),1、構(gòu)造,2、種類,用來(lái)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的線圈（叫電樞） 用來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁極,旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)（電樞動(dòng)磁極不動(dòng),旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)（磁極動(dòng)電樞不動(dòng),無(wú)論哪種發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)的部分叫轉(zhuǎn)子，不動(dòng)的部分叫定子,12,學(xué)習(xí)研究,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(jì)算機(jī)中的矩形脈沖,4)激光通信中的尖脈沖,13,學(xué)習(xí)研究,1在如圖所示的幾種電流隨時(shí)間變化的圖線中，屬于交變電流的是 ，屬于正弦交變電

3、流的是,A,B,C,D,A B D,A,14,學(xué)習(xí)研究,4、當(dāng)線圈平面垂直于磁感線時(shí)，線圈各邊都不切割磁感線，線圈中沒(méi)有感應(yīng)電流，這樣的位置叫做線圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電流方向就改變一次，因此線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流方向改變,3、交流電的產(chǎn)生：矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的中心軸勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，線圈中就會(huì)產(chǎn)生,2、交變電流：和 都隨時(shí)間做 的電流叫做交變電流電壓和電流隨時(shí)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(yīng)電流,中性面,兩次,周期性變化,15,學(xué)習(xí)研究,5、線圈從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度是，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值是Em，那么在任一時(shí)刻t感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值e為若線圈

4、電阻為，則感應(yīng)電流的瞬時(shí)值為,0,Em,e,Em,t,e=Emsint,i=(Em/R)sint,16,學(xué)習(xí)研究,應(yīng)用升級(jí) 1一只矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速 轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間變化的圖像如圖1013甲所示，則下列說(shuō)法正確的是 (,At0時(shí)刻，線圈平面與中性面垂直 Bt0.01 s時(shí)刻，的變化率最大 Ct0.02 s時(shí)刻，交流電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大 D該線圈產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)的圖像如圖乙所示,B,17,學(xué)習(xí)研究,答案：B,18,學(xué)習(xí)研究,如圖1016所示，圖線a是線圈 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生正 弦交流電的圖象，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速 后，所產(chǎn)生正弦交流電的圖象如圖 線b所示，以下關(guān)

5、于這兩個(gè)正弦交 流電的說(shuō)法正確的是() A在圖中t0時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量均為零 B線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為32 C交流電a的瞬時(shí)值為u10sin 5t(V,變式1,圖1016,BCD,19,學(xué)習(xí)研究,解析由圖可知t0時(shí)刻時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，穿過(guò)線圈的磁通量最大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由圖可知Ta0.4 s，Tb0.6 s，線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比nanbTbTa32，選項(xiàng)B正 答案BCD,20,學(xué)習(xí)研究,典題例析 如圖所示，一矩形線圈abcd放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并繞過(guò)ab、cd中點(diǎn)的軸OO以角速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。若以線圈平面與磁場(chǎng)夾角45時(shí)(如圖乙)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，并規(guī)定當(dāng)電流自a流向b時(shí)電流方向?yàn)檎?。則如圖1017

6、所示的四幅圖中正確的是 (,答案D,21,學(xué)習(xí)研究,22,學(xué)習(xí)研究,二、描述交變電流大小的物理量,23,學(xué)習(xí)研究,線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，電動(dòng)勢(shì)最大值,2、最大值(峰值,1、瞬時(shí)值,24,學(xué)習(xí)研究,甲、乙圖中電爐燒水,設(shè)壺材料相同、水質(zhì)量相等、水的初溫相同若直流電源用10分鐘把水燒開(kāi)，而第二次用交流電時(shí)也用10分鐘把水燒開(kāi),3有效值,25,學(xué)習(xí)研究,我的電流是恒定的3A,我10分鐘把水燒開(kāi),我10分鐘也把水燒開(kāi),我的電流是變化的,我的電流有效值是3A,26,學(xué)習(xí)研究,3有效值 （1）定義：使交變電流和直流通過(guò)相同阻值的電阻，如果它們?cè)谙嗟葧r(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流的

7、數(shù)值叫做這一交變電流的有效值（熱效應(yīng)相同） （2）說(shuō)明： 交變電流的有效植根據(jù)電流的熱效應(yīng)來(lái)規(guī)定，與電流的方向無(wú)關(guān)，計(jì)算電功和熱量必須用有效值 有效值一般與所取時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)，在無(wú)特別說(shuō)明時(shí)是以一個(gè)周期的時(shí)間來(lái)確定有效值的 交流電壓表和電流表通過(guò)交流電時(shí)，實(shí)際上已經(jīng)由電表內(nèi)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(huì)忽左忽右地?cái)[動(dòng),注意：電容器的耐壓值是交流的最大值,27,學(xué)習(xí)研究,4)一般用電器上標(biāo)注的額定值是有效值，而電容器上標(biāo)注的是最大值,4平均值,計(jì)算通過(guò)某導(dǎo)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(guān)系,28,學(xué)習(xí)研究

8、,29,學(xué)習(xí)研究,30,學(xué)習(xí)研究,31,學(xué)習(xí)研究,典題例析 一個(gè)10 的電阻，它兩端的電壓u隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖10110所示，則 (,D,32,學(xué)習(xí)研究,答案D,33,學(xué)習(xí)研究,C,34,學(xué)習(xí)研究,答案：C,35,學(xué)習(xí)研究,典題例析 一個(gè)電阻為r、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形 線圈abcd共N匝，線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸OO以 如圖10112所示的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)， 外電路電阻為R。 圖10112,36,學(xué)習(xí)研究,1)說(shuō)明此刻線圈感應(yīng)電流的方向。 (2)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值有多大？ (3)線圈平面與磁感線夾角為60時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多大？ (4)設(shè)發(fā)電機(jī)由柴油機(jī)帶動(dòng)

9、，其他能量損失不計(jì)， 線圈轉(zhuǎn)一周，柴油機(jī)做多少功？ (5)從圖示位置開(kāi)始，線圈轉(zhuǎn)過(guò)60的過(guò)程中通 過(guò)R的電量是多少？ (6)圖中電流表和電壓表的示數(shù)各是多少,37,學(xué)習(xí)研究,38,學(xué)習(xí)研究,39,學(xué)習(xí)研究,40,學(xué)習(xí)研究,電阻為1 的矩形線圈繞垂直于磁場(chǎng) 方向的軸，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)， 產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖 象如圖1018所示現(xiàn)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(zhuǎn)動(dòng)的角速度100 rad/s B在t0.01 s時(shí)刻，穿過(guò)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(shí)的發(fā)熱功率P1 800 W,變式,圖1018,D,41,學(xué)習(xí)研究,答案D,42,學(xué)習(xí)