交流電及其原理課件

交流電及其原理課件1交變電流的產(chǎn)生交變電流的產(chǎn)生2一、交變電流的定義

強(qiáng)度和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流叫做交變電流。實(shí)驗(yàn)一（1）用干電池對(duì)小燈泡供電（2）用手搖交流發(fā)電機(jī)對(duì)小燈泡供電操作：觀(guān)察：亮度不同之處實(shí)驗(yàn)二操作：在發(fā)電機(jī)輸出端接上電流表觀(guān)察：電流表指針左右偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象總結(jié)：一、交變電流的定義強(qiáng)度和方向都隨時(shí)間做周期性變3二、交變電流的產(chǎn)生原理

實(shí)驗(yàn)一用模具介紹發(fā)電機(jī)構(gòu)造實(shí)驗(yàn)（分階段的演示，對(duì)照側(cè)視圖）二、交變電流的產(chǎn)生原理實(shí)驗(yàn)一用模具介紹發(fā)電機(jī)構(gòu)造實(shí)驗(yàn)（分4（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)：（1）階段一caB(d)(b)caB(d)(b)caB(d)5（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)：（2）階段二caB(b)(d)caB(d)(b)caB(d)6（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)：（3）階段三caB(d)(b)caB(d)(b)caB(d)7（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)：（4）階段四caB(d)(b)Bca(d)(b)caB(d)8總結(jié)：

ab、cd邊在切割磁感線(xiàn)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向始終保持一致。總結(jié)：ab、cd邊在切割磁感線(xiàn)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向始終9caB(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)caB(d)(b)caB(d)(b)caB(d)(b)caB10交流電及其原理課件11中性面中性面：

線(xiàn)圈平面與磁感線(xiàn)垂直位置caB(d)(b)中性面中性面：線(xiàn)圈平面與磁感線(xiàn)垂直位置caB(d)(b)12三、交流電流的特點(diǎn)：1。線(xiàn)圈通過(guò)中性面瞬間不切割磁感線(xiàn)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流為零。2。每當(dāng)線(xiàn)圈經(jīng)過(guò)中性面，感應(yīng)電流方向就發(fā)生改變。三、交流電流的特點(diǎn)：1。線(xiàn)圈通過(guò)中性面瞬間不切割磁感線(xiàn)，感應(yīng)13中性面設(shè)線(xiàn)圈平面從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，角速度是ω(弧度/秒)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，ab邊的長(zhǎng)度是L1，ab邊中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eab=NBL1vsinωt，cd感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)跟ab邊中的大小相同，而且兩邊

ac邊的長(zhǎng)度是L2，ab邊的線(xiàn)速度v=ωL2/2,Bacωt(b)(d)中性面設(shè)線(xiàn)圈平面從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，角速度是ω14討論：

1．線(xiàn)圈平面轉(zhuǎn)到跟磁力線(xiàn)平行時(shí)ωt=π/2eab=NBSω=Em2．線(xiàn)圈平面轉(zhuǎn)到跟磁力線(xiàn)垂直時(shí)ωt=πeab=0caBωt又是串聯(lián)的，所以這一瞬間整個(gè)線(xiàn)圈中的e=2NBL1vsinωt=2NBL1ωL2/2sinωt=NBSωsinωt感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)討論：1．線(xiàn)圈平面轉(zhuǎn)到跟磁力線(xiàn)平行時(shí)ωt=π/2eab15四、交流電的變化規(guī)律

1．線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值e=NBSωsinωt=Emsinωt（Em叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值或峰值）2．設(shè)整個(gè)閉合電路的電阻為R，電流的瞬時(shí)值i=e/R=Imsinωt(Im叫做感應(yīng)電流的最大值或峰值)四、交流電的變化規(guī)律1．線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值e=N163．設(shè)外電路的電阻為R/，電壓的瞬時(shí)值u=iR/=Umsinωt（Um叫做電壓的最大值或峰值）3．設(shè)外電路的電阻為R/，電壓的瞬時(shí)值u=iR/=Ums17五、交流發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)電樞式旋轉(zhuǎn)磁極式構(gòu)造優(yōu)缺點(diǎn)動(dòng)力來(lái)源五、交流發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)電樞式旋轉(zhuǎn)磁極式構(gòu)造優(yōu)缺點(diǎn)動(dòng)力來(lái)源181.關(guān)于線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交變電流,以下說(shuō)法中正確的是:A、線(xiàn)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，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向不變

B、線(xiàn)圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流方向就改變一次C、線(xiàn)圈平面經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感

應(yīng)電流的方向都要改變一次D、線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流方向

都要改變一次C1.關(guān)于線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交變電流,以下說(shuō)法中正確192、如圖100匝矩形線(xiàn)圈，ab=cd=0.2m,

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

則線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為

V,從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)的交流電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為：

e=

V。1010sin5t2、如圖100匝矩形線(xiàn)圈，ab=cd=0.2m,ad=bc20交流電及其原理課件21交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律22一.交變電流的產(chǎn)生1.交變電流：大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流。3.中性面：線(xiàn)框平面與磁感線(xiàn)垂直位置。（2）線(xiàn)圈每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電流的方向就改變一次，線(xiàn)圈轉(zhuǎn)一周，感應(yīng)電流的方向就改變兩次。（1）線(xiàn)圈位于中性面時(shí)，各邊都不切割磁感線(xiàn)，線(xiàn)圈中沒(méi)有感應(yīng)電流。2.交變電流的產(chǎn)生：由交流發(fā)電機(jī)的線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生交變電流，每當(dāng)線(xiàn)圈平面處于與磁感線(xiàn)垂直的位置時(shí)，電流的方向發(fā)生改變。一.交變電流的產(chǎn)生1.交變電流：大小和方向都隨時(shí)間作周期性變23二.交變電流的圖象和變化規(guī)律1.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)線(xiàn)圈里產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是按正弦規(guī)律變化的。2.若從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，e=EmSinωt，其中Em=NBSω是電動(dòng)勢(shì)的最大值，與線(xiàn)圈的形狀、轉(zhuǎn)軸的位置無(wú)關(guān)，e為瞬時(shí)值。3.若將線(xiàn)圈與外電阻組成閉合電路，則電路中的電流：R兩端的電壓：二.交變電流的圖象和變化規(guī)律1.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁場(chǎng)方241．在如圖所示的幾種電流隨時(shí)間變化的圖線(xiàn)中，屬于交變電流的是，屬于正弦交變電流的是。tiABCDABDA三例題1．在如圖所示的幾種電流隨時(shí)間變化的圖線(xiàn)中，屬于交變電流ti252一矩形線(xiàn)圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線(xiàn)圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示，下面說(shuō)法中正確的是：t1時(shí)刻通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為零；t2時(shí)刻通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的絕對(duì)值最大；t3時(shí)刻通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化率的絕對(duì)值最大；每當(dāng)e變換方向時(shí)，通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的絕對(duì)值都為最大。答案：D例題22一矩形線(xiàn)圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線(xiàn)圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)263.交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)的電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律將變化為：A。e=EmSin2ωtB.e=2EmSin2ωtC.e=2EmSin4ωtD.e=2EmSinωt答案B例題33.交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)的電動(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律為27一臺(tái)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為311V，線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度是100πrad/s。（1）寫(xiě)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式。（2）若該發(fā)電機(jī)只與含電阻的負(fù)載組成閉合電路，電路的總電阻為100Ω，試寫(xiě)出通過(guò)負(fù)載的電流強(qiáng)度的瞬時(shí)表達(dá)式、在t=1/120s時(shí)電流強(qiáng)度的瞬時(shí)值為多少？（3）線(xiàn)圈從中性面轉(zhuǎn)過(guò)180度的過(guò)程中，電動(dòng)勢(shì)的最大值、平均值分別是多少？（4）轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)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/