交流電及其原理

關(guān)于交流電及其原理第1頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月交變電流的產(chǎn)生第2頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月一、交變電流的定義

強度和方向都隨時間做周期性變化的電流叫做交變電流。實驗一（1）用干電池對小燈泡供電（2）用手搖交流發(fā)電機對小燈泡供電操作：觀察：亮度不同之處實驗二操作：在發(fā)電機輸出端接上電流表觀察：電流表指針左右偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象總結(jié)：第3頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月二、交變電流的產(chǎn)生原理

實驗一用模具介紹發(fā)電機構(gòu)造實驗（分階段的演示，對照側(cè)視圖）第4頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）階段一caB(d)(b)caB(d)(b)caB(d)(b)εab的方向：abεcd的方向：dc總結(jié)：第5頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）階段二caB(b)(d)caB(d)(b)caB(d)(b)εab的方向：abεcd的方向：dc總結(jié)：第6頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）階段三caB(d)(b)caB(d)(b)caB(d)(b)εab的方向：baεcd的方向：cd總結(jié)：第7頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）階段四caB(d)(b)Bca(d)(b)caB(d)(b)εab的方向：baεcd的方向：cd總結(jié)：第8頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月總結(jié)：

ab、cd邊在切割磁感線時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向始終保持一致。第9頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月caB(d)(b)caB(d)(b)caB(d)(b)caB(b)(d)caB(d)(b)caB(d)(b)caB(d)(b)caB(d)(b)caB(d)(b)caB(d)(b)Bca(d)(b)caB(d)(b)第10頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月中性面中性面：

線圈平面與磁感線垂直位置caB(d)(b)第12頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月三、交流電流的特點：1。線圈通過中性面瞬間不切割磁感線，感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流為零。2。每當(dāng)線圈經(jīng)過中性面，感應(yīng)電流方向就發(fā)生改變。第13頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月中性面設(shè)線圈平面從中性面開始轉(zhuǎn)動，磁感應(yīng)強度是B，角速度是ω(弧度/秒)，經(jīng)過時間t，ab邊的長度是L1，ab邊中的感應(yīng)電動勢eab=NBL1vsinωt，cd感應(yīng)電動勢跟ab邊中的大小相同，而且兩邊

ac邊的長度是L2，ab邊的線速度v=ωL2/2,Bacωt(b)(d)第14頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月討論：

1．線圈平面轉(zhuǎn)到跟磁力線平行時ωt=π/2eab=NBSω=Em2．線圈平面轉(zhuǎn)到跟磁力線垂直時ωt=π

eab=0caBωt又是串聯(lián)的，所以這一瞬間整個線圈中的e=2NBL1vsinωt=2NBL1ωL2/2sinωt=NBSωsinωt感應(yīng)電動勢第15頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月四、交流電的變化規(guī)律

1．線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值e=NBSωsinωt=Emsinωt（Em叫做感應(yīng)電動勢的最大值或峰值）2．設(shè)整個閉合電路的電阻為R，電流的瞬時值i=e/R=Imsinωt(Im叫做感應(yīng)電流的最大值或峰值)第16頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月3．設(shè)外電路的電阻為R/，電壓的瞬時值u=iR/=Umsinωt（Um叫做電壓的最大值或峰值）第17頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月五、交流發(fā)電機旋轉(zhuǎn)電樞式旋轉(zhuǎn)磁極式構(gòu)造優(yōu)缺點動力來源第18頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月1.關(guān)于線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的交變電流,以下說法中正確的是:A、線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流方向

就改變一次，感應(yīng)電動勢方向不變

B、線圈每轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流方向就改變一次C、線圈平面經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電動勢和感

應(yīng)電流的方向都要改變一次D、線圈轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流方向

都要改變一次C第19頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月2、如圖100匝矩形線圈，ab=cd=0.2m,

ad=bc=0.1m,磁感應(yīng)強度B=1T,轉(zhuǎn)速ω=5rad/S,

則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值為

V,從中性面開始轉(zhuǎn)動的交流電動勢瞬時值為：

e=

V。1010sin5t第20頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月第21頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律第22頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月一.交變電流的產(chǎn)生1.交變電流：大小和方向都隨時間作周期性變化的電流。3.中性面：線框平面與磁感線垂直位置。（2）線圈每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流的方向就改變一次，線圈轉(zhuǎn)一周，感應(yīng)電流的方向就改變兩次。（1）線圈位于中性面時，各邊都不切割磁感線，線圈中沒有感應(yīng)電流。2.交變電流的產(chǎn)生：由交流發(fā)電機的線圈在勻強磁場中勻速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生交變電流，每當(dāng)線圈平面處于與磁感線垂直的位置時，電流的方向發(fā)生改變。第23頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月二.交變電流的圖象和變化規(guī)律1.在勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動線圈里產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是按正弦規(guī)律變化的。2.若從中性面開始計時，e=EmSinωt，其中Em=NBSω

是電動勢的最大值，與線圈的形狀、轉(zhuǎn)軸的位置無關(guān)，

e為瞬時值。3.若將線圈與外電阻組成閉合電路，則電路中的電流：R兩端的電壓：第24頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月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。tiABCDABDA三例題第25頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月2一矩形線圈繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感應(yīng)電動勢隨時間的變化規(guī)律如圖所示，下面說法中正確的是：t1時刻通過線圈的磁通量為零；t2時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大；t3時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大；每當(dāng)e變換方向時，通過線圈的磁通量的絕對值都為最大。答案：D例題2第26頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月3.交流發(fā)電機工作時的電動勢的變化規(guī)律為e=EmSinωt，如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n提高一倍，其它條件不變，則電動勢的變化規(guī)律將變化為：A。e=EmSin2ωtB.e=2EmSin2ωtC.e=2EmSin4ωtD.e=2EmSinωt答案B例題3第27頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月

一臺發(fā)電機產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的感應(yīng)電動勢的最大值為311V，線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的角速度是100πrad/s。（1）寫出感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式。（2）若該發(fā)電機只與含電阻的負載組成閉合電路，電路的總電阻為100Ω，試寫出通過負載的電流強度的瞬時表達式、在t=1/120s時電流強度的瞬時值為多少？（3）線圈從中性面轉(zhuǎn)過180度的過程中，電動勢的最大值、平均值分別是多少？（4）轉(zhuǎn)動過程中磁通量的變化率最大值是多少？答案（1）e=311Sin100πt

（2）I=311Sin（100π*1/120）=311*1/2=1.55（A）（3）Em=311VE=NΔφ/Δt=2NBSω/π≈198V（4）Δφ/Δt=311/N（Wb/s）例題4第28頁，課件共