-交變電流(上課用)

5.1《交變電流》直流電(DC)電流方向不隨時(shí)間而改變交變電流(AC)方向隨時(shí)間做周期性變化的電流交流發(fā)電機(jī)模型的原理簡(jiǎn)圖二、交變電流的產(chǎn)生矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)二、交變電流的產(chǎn)生為了能更方便地說明問題，我們將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖來分析B⊥SΦ最大E=0I=0中性面二、交變電流的產(chǎn)生線圈平面與磁感線垂直的位置叫做中性面線圈經(jīng)過中性面時(shí)，Φ最大，但線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零二、交變電流的產(chǎn)生B∥SΦ=0E最大I最大感應(yīng)電流方向a到b線圈與磁場(chǎng)平行時(shí)，Φ最小，但線圈中的電動(dòng)勢(shì)最大B⊥SΦ最大E=0I=0中性面B∥SΦ=0E最大I最大感應(yīng)電流方向b到a二、交變電流的產(chǎn)生設(shè)正方形線圈的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中繞垂直于磁場(chǎng)的對(duì)稱軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，ab和cd邊垂直于紙面，轉(zhuǎn)軸為O．1、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，多少次經(jīng)過中性面?

電流方向改變多少次?2、線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)磁通量最大?這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是最大還是最小?3、線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)磁通量最小?這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是最大還是最小?思考與討論.a(b)c(d)O從中性面開始計(jì)時(shí)：v、B夾角為=tv=l2/2v2=vsin=vsinteab=ecd=nBl1vsin=nBl1l2sin/2e=2eab=nBl1l2sine=nBSsint（從b開始時(shí)：e=nBScost

）中性面(磁通量最大，電動(dòng)勢(shì)為0)vv1v2trRabcd電流方向改變交變電流的變化規(guī)律電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值(從中性面開始計(jì)時(shí))e=EmaxsintEmax

=nBS對(duì)實(shí)際電路，由閉合電路的歐姆定律可計(jì)算i、u的瞬時(shí)值和最大值.問題1如圖所示，矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在線圈中都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎?

Oˊ

b

B

a

d

c

O

Oˊ

b

B

a

d

c

O產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是磁通量發(fā)生變化.閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),在線圈中就會(huì)產(chǎn)生正弦交流電.問題2

如圖幾種情況中，線圈的匝數(shù)、面積和角速度相同，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是否相同？從Em=nBSω可以看出，最大值Em與轉(zhuǎn)軸的位置和線圈的形狀無關(guān).感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)都相同.問題3通過閉合線圈平面的-t圖象如圖所示,下列說法正確的有A.t1時(shí)刻線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B.t2時(shí)刻線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大C.t3時(shí)刻線圈平面與中性面重合D.t1、t3時(shí)刻線圈中感應(yīng)電流方向相反【AD】1.將圖象與發(fā)電機(jī)模型對(duì)應(yīng)起來看.2.從電磁感應(yīng)定律E=n/t可知，-t圖的切線的斜率表示e的大小.問題4如圖所示，制成弧形的兩磁極間放置一個(gè)圓柱形鐵心，產(chǎn)生一磁感線為放射性的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)方向都垂直于鐵心表面，而以轉(zhuǎn)軸為圓心的同一圓周上磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等.線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生什么形式的交流電?NSxvve2Blvt0T/2T3T/22T-2Blv交變電流的有效值1.根據(jù)電流的熱效應(yīng)(Q=I2Rt)定義：讓交流電和直流電通過相同阻值的電阻，如果它們?cè)谙嗤臅r(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱相等，就把這一直流電的數(shù)值叫做這一交流電的有效值.2.只對(duì)于正弦交變電流（對(duì)其它波形的交變電流一般不成立）例1:下圖表示一交流電的電流隨時(shí)間而變化的圖象。此交流電流的有效值是A．5AB.5/AC．3.5AD.3.5/A【B】注：一般取一個(gè)周期計(jì)算.例2：有一種整流電路可以將正弦交流電變成如圖所示的脈動(dòng)直流電（每半個(gè)周期都按正弦規(guī)律變化）.則該脈動(dòng)直流電電流的有效值為【C】對(duì)于直流電也存在有效值問題例3:電阻R1、R2與交流電源按照?qǐng)D1方式連接，R1=10Ω，R2=20Ω.合上開關(guān)S后，通過電阻R1的正弦交變電流i隨時(shí)間t變化的情況如圖2所示.則A.通過R1的電流有效值是1.2AB.R1兩端的電壓有效值是3VC.通過R2的電流最大值是1.2AD.R2兩端的電壓最大值是6V【B】S交流電源R1R2圖1S交流電源R1R2圖1S交流電源R1R2圖1i/At/×10-2sO圖2123i/At/×10-2sO+0.6圖2-0.6123例4:如圖所示,矩形線圈n=100,內(nèi)阻r=5.0Ω,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度ω繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸轉(zhuǎn)動(dòng),穿過每匝線圈的磁通量-t圖象如圖.外電路電阻R=95Ω.(1)線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω是多少？(2)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值是多少?(3)在t=T/6時(shí)刻,線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多大?(4)在t＝T/12時(shí)刻,線圈平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度的夾角為多大?例5:如圖所示,交流發(fā)電機(jī)的矩形線abcd中,ab=cd=50cm,bc=ad=30cm,匝數(shù)n=1.0×102,線圈電阻r=0.20Ω,外電阻R=4.8Ω.線圈在磁感強(qiáng)度B=0.050T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸OOˊ勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度ω=1.0×102πrad/s.求：(1)從圖示位置開始計(jì)時(shí),寫出感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式.(2)如果線圈的轉(zhuǎn)速提高1倍,寫出感應(yīng)電流隨時(shí)間變化函數(shù)表達(dá)式.(3)t=1/6×10-2s時(shí)，交流電壓表和交流電流表的示數(shù).(4)此交流發(fā)電機(jī)的功率.(5)從圖示位置開始計(jì)時(shí),在四分之一周期內(nèi)通過R的電荷量.(電荷量用平均值計(jì)算.)e=EmsintU=IR=1.6×102VP=I2(R+r)=5.6×103W焦耳熱用有效值計(jì)算.電荷量用平均值計(jì)算.第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理第二節(jié)活塞式空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)和自動(dòng)控制第三節(jié)活塞式空壓機(jī)的管理復(fù)習(xí)思考題單擊此處輸入你的副標(biāo)題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請(qǐng)盡量言簡(jiǎn)意賅的闡述觀點(diǎn)。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應(yīng)用：

1.主機(jī)的啟動(dòng)、換向；

2.輔機(jī)的啟動(dòng)；

3.為氣動(dòng)裝置提供氣源；

4.為氣動(dòng)工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時(shí)間內(nèi)所排送的相當(dāng)?shù)谝患?jí)吸氣狀態(tài)的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor空壓機(jī)分類：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理容積式壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)分為兩大類：往復(fù)式與旋轉(zhuǎn)式兩級(jí)活塞式壓縮機(jī)單級(jí)活塞壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī)膜片式壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機(jī)最長(zhǎng)的使用壽命-

----低轉(zhuǎn)速（1460RPM），動(dòng)件少（軸承與滑片），潤(rùn)滑油在機(jī)件間形成保護(hù)膜，防止磨損及泄漏，使空壓機(jī)能夠安靜有效運(yùn)作；平時(shí)有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機(jī)，至今使用十萬小時(shí)以上，依然完好如初，按十萬小時(shí)相當(dāng)于每日以十小時(shí)運(yùn)作計(jì)算，可長(zhǎng)達(dá)33年之久。因此，將滑片式空壓機(jī)比喻為一部終身機(jī)器實(shí)不為過?；?葉)片式空壓機(jī)可以365天連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并保證60000小時(shí)以上安全運(yùn)轉(zhuǎn)的空氣壓縮機(jī)1.進(jìn)氣2.開始?jí)嚎s3.壓縮中4.排氣1.轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時(shí)停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。1.進(jìn)氣2.開始?jí)嚎s3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時(shí)停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機(jī)是世界上最先進(jìn)、緊湊型、堅(jiān)實(shí)、運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴的氣體壓縮機(jī)。螺桿式壓縮機(jī)氣路系統(tǒng)：

A

進(jìn)氣過濾器

B

空氣進(jìn)氣閥

C

壓縮機(jī)主機(jī)

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動(dòng)疏水器的水分離器油路系統(tǒng)：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統(tǒng)：

P

冷凍壓縮機(jī)

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統(tǒng)

T

空氣出口過濾器螺桿式壓縮機(jī)渦旋式壓縮機(jī)

渦旋式壓縮機(jī)是20世紀(jì)90年代末期開發(fā)并問世的高科技?jí)嚎s機(jī)，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長(zhǎng)壽命等諸方面大大優(yōu)于其它型式的壓縮機(jī)，已經(jīng)得到壓縮機(jī)行業(yè)的關(guān)注和公認(rèn)。被譽(yù)為“環(huán)保型壓縮機(jī)”。由于渦旋式壓縮機(jī)的獨(dú)特設(shè)計(jì)，使其成為當(dāng)今世界最節(jié)能壓縮機(jī)。渦旋式壓縮機(jī)主要運(yùn)動(dòng)件渦卷付，只有磨合沒有磨損，因而壽命更長(zhǎng)，被譽(yù)為免維修壓縮機(jī)。

由于渦旋式壓縮機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、振動(dòng)小、工作環(huán)境安靜，又被譽(yù)為“超靜壓縮機(jī)”。

渦旋式壓縮機(jī)零部件少，只有四個(gè)運(yùn)動(dòng)部件,壓縮機(jī)工作腔由相運(yùn)動(dòng)渦卷付形成多個(gè)相互封閉的鐮形工作腔，當(dāng)動(dòng)渦卷作平動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，使鐮形工作腔由大變小而達(dá)到壓縮和排出壓縮空氣的目的?；钊娇諝鈮嚎s機(jī)的外形第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過程

1—2壓縮過程

2—3排氣過程第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）

壓縮分類：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強(qiáng)對(duì)氣缸的冷卻，省功、對(duì)氣缸潤(rùn)滑有益。二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）1.不存在假設(shè)條件2.與理論循環(huán)不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—?dú)埓娴臍怏w在活塞回行時(shí)，發(fā)生膨脹，使實(shí)際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結(jié)露）；（3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動(dòng)發(fā)生相撞。第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理表征Vc的參數(shù)—相對(duì)容積C、容積系數(shù)λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv越小。保證Vc正常的措施：余隙高度見表6-1壓鉛法—保證要求的氣缸墊厚度2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理2）進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響吸氣過程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數(shù)λp表示：保證措施：合適的氣閥升程及彈簧彈力、管路圓滑暢通、濾器干凈。λp

（0.90-0.98）2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理3）吸氣預(yù)熱的影響由于壓縮過程中機(jī)件吸熱，所以在吸氣過程中，機(jī)件放熱使吸入的氣體溫度升高，使吸氣的比容減小，造成吸氣量下降。預(yù)熱損失用溫度系數(shù)λt來衡量（0.90-0.95）。保證措施：加強(qiáng)對(duì)氣缸、氣缸蓋的冷卻，防止水垢和油污的形成。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理4）漏泄的影響內(nèi)漏：排氣閥（回漏）；外漏：吸氣閥、活塞環(huán)、氣缸墊。漏泄損失用氣密系數(shù)λl來衡量（0.90-0.98）。保證措施：氣閥的嚴(yán)密閉合，氣缸與活塞、氣缸與缸蓋等部件的嚴(yán)密配合。5）氣體流動(dòng)慣性的影響當(dāng)吸氣管中的氣流慣性方向與活塞吸氣行程相反時(shí)，造成氣缸壓力較低，氣體比容增大，吸氣量下降。保證措施：合理的設(shè)計(jì)進(jìn)氣管長(zhǎng)度，不得隨意增減進(jìn)氣管的長(zhǎng)度，保證濾器的清潔。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理上述五條原因使實(shí)際與理論循環(huán)不同。4）漏泄的影響5）氣體流動(dòng)慣性的影響1）余隙容積Vc的影響2）進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響3）吸氣預(yù)熱的影響2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理3.排氣量和輸氣系數(shù)理論排氣量Vt----單位時(shí)間內(nèi)活塞所掃過的氣缸容積。實(shí)際排氣量Q：Q=Vt

λ輸氣系數(shù)λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影響余隙容積Vc的影響進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響吸氣預(yù)熱的影響二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理指示功率pi

：按示功圖計(jì)算的功率理論功率Ps、PT：按理論循環(huán)計(jì)算的功率

Ps(PT)<pi軸功率P：壓縮機(jī)軸的輸入功率絕熱指示效率等溫指