交变电流(课件).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,自我诊断,1,、右手定则,2,、法拉第电磁感应定律表达式,3,、导线切割磁感线时的感应电动势,4,、磁通量,第五章：交变电流,第,1,节：交变电流,1,知道交变电流的概念,2,理解交变电流的产生,3,知道,交变电流的变化规律以及交流电的图象,方向不随时间变化的电流称为直流电。例如电池供给的电流。,方向随时间做周期性变化，这样的电流叫做交变电流。例如家庭照明电路中的电流。,1、直流电流(DC),一、交变电流的概念,2、交变电流(AC),手摇发电机模型,手摇发电机电路结构,G,实验现象说明什么？,二、交变电流的产生,二、交变电流的产生,选取线圈运动过程中如图所示的几个特殊时刻进行研究,1,、过程分析,将立体图转化为平面正视图,此时线圈具有的特点,线圈平面与磁场,垂直,，速度方向与磁场方向,平行,磁通量为最大,磁通量的变化率为,0,感应电流为,0,感应电动势,为,0,我们称为,中性面,v,v,选取线圈运动过程中如图所示的几个特殊时刻进行研究,1,、过程分析,将立体图转化为平面正视图,此时线圈具有的特点,线圈平面与磁场,平行,，速度方向与磁场方向,垂直,磁通量为,0,磁通量的变化率最大,感应电流最大,感应电动势,最大,v,v,选取线圈运动过程中如图所示的几个特殊时刻进行研究,1,、过程分析,将立体图转化为平面正视图,将立体图转化为平面正视图,特殊位置,甲,乙,丙,丁,B,与,S,关系,大小,感应电动势,电流方向,垂直,平行,垂直,平行,最大,最大,最大,最大,最大,最大,0,0,0,0,0,0,无,无,adcba,abcda,（,1,）线圈经过,中性面,时，穿过线圈的,磁通量最大,，但磁通量的变化率为零，线圈中的,电动势为零,。,（,2,）线圈,垂直中性面,时，穿过线圈的,磁通量为零,，但磁通量的变化率最大，线圈中的,电动势为最大,。,（,3,）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动,一周,，,两次,经过中性面，电流方向改变,两次,。,2,、特点小结,如图所示，一线圈从中性面开始绕逆时针转动，角速度为,。,AB,、,CD,宽,L,1,，,AD,、,BC,长,L,2,，经过时间,t,，处于图示位置，此时线圈中的感应电动势多大？,三、交变电流的一般变化规律,A,B,C,D,B,v,A,(,B,),D,(,C,),t,=0,v,v,中性面,AB,边中的感应电动势：,线圈中的感应电动势：,三、交变电流的一般变化规律,e,1,=,BL,1,v,sin,=,BL,1,sin,t,L,2,2,e,=2,BL,1,sin,t,=,BS,sin,t,L,2,2,A,B,C,D,当线圈匝数为,N,时,（,1,）电动势按正弦规律变化：,e,=,E,m,sin,t,转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时,e,=,NBL,1,L,2,sin,t,=,NBS,sin,t,令,E,m,=,NBS,则有,e,=,E,m,sin,t,1,、交变电流的变化规律,2,、成立条件,（,2,）电流按正弦规律变化：,i,=,I,m,sin,t,e,为电动势在时刻,t,的瞬时值，,E,m,为电动势的最大值（峰值）,若线圈从位于与中性面垂直的位置开始计时，,e,E,m,cos,t,峰值与开始计时的位置及线圈转动的时间无关，与线圈形状无关，与转轴的位置无关,e,=,E,m,sin,t,e,O,T,/4,2,T,/4,3,T,/4,T,/2,3/2,2,t,t,E,m,E,m,i,O,T,/4,2,T,/4,3,T,/4,T,/2,3/2,2,t,t,I,m,I,m,电路中的电动势和电流关系,四、交流电的图象,五、其他交变电流波形图,示波器中的锯齿波扫描电压,电子计算机中的矩形脉冲,激光通信用的尖脉冲,家庭电路中的正弦式电流,下列的电流,i,随时间,t,变化的图象中,表示交流电的是,(),BCD,i,O,t,A,i,O,t,C,i,O,t,B,i,O,t,D,例,1.,矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是,(),A,当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大,B,当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零,C,每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次,D,线框经过中性面时，各边不切割磁感线,CD,例,2.,一矩形线圈，绕垂直于匀,强磁场并位于线圈平面内的固,定轴转动，线圈中的感应电动,势,e,随时间的变化如图所示，,下列说法中正确的是,(,),A.,t,1,时刻通过的磁通量为零,B.,t,2,时刻通过的磁通量的绝对值最大,C.,t,3,时刻通过的磁通量变化率的绝对值最大,D.,每当,e,变换方向时通过的磁通量的绝对值最大,D,1.,交变电流：方向随时间作周期性变化的电流。,2.,交变电流的变化规律：,（,2,）大小变化规律,-,按,正弦规律,变化：,e=E,m,sint E,m,=NBS,叫电动势的最大值,i,=,I,m,sint I,m,=E,m,/,R,叫电流的最大值,u=U,m,sint U,m,=I,m,R,叫电压的最大值,正弦式交变电流规律,（,1,）方向变化规律,-,线圈平面每经过,中性面,一次，感应电流的,方向就改变,一次；线圈转动,一周,，感应电流的方向改变,两次,。,规律,物理量,函数表达式,图象,磁通量,m,cos,t,BS,cos,t,电动势,e,E,m,sin,t,nBS,sin,t,电压,u,U,m,sin,t,sin,t,电流,i,I,m,sin,t,sin,t,