5.1《交变电流》(共26).pptx

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,*,5.1,交变电流,1/26,教 学 目 标,（一）知识与技能,1,使学生了解交变电流产生原理，知道什么是中性面。,2,掌握交变电流改变规律及表示方法。,3,了解交变电流瞬时值和最大值及中性面准确含义。,2/26,1,、,直,流电,流,(DC),方向不随时间改变电流,2,、,交,变电,流,(AC),大小和方向都随时间做周期性改变电流,一、交变电流概念,交变电流能够变成直流！,交变电流是怎样产生呢？,3/26,交流发电机模型,二、交变电流产生,4/26,5/26,1,、线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场轴匀速转动,二、交变电流产生,6/26,2,、过程分析,（,1,）在线圈转动过程中，那些边会产生感应电动势？,ab,边,cd,边,7/26,（,2,）在线圈由甲转到乙过程中，AB边中电流向哪个方向流动？丙转到丁呢？,（,3,）线圈转到什么位置，电流最小（没有电流）？,线圈转到什么位置，电流最大？,由,ab,由,ba,8/26,B,S,最大,E,=0,I,=0,中性面,垂直磁场方向平面叫做,中性面。,线圈经过,中性面,时，,最大,，但线圈中,电动势为零,2,、过程分析,(V,/,B),9/26,BS,=0,E,最大,I,最大,感应电流方向,a,到,b,线圈与磁场平行时，,最小,，但线圈中,电动势最大,(VB),10/26,线圈转动一周，,多少次经过中性面,?,电流方向改变多少次,?,思索与讨论,.,a(b),c(d),O,11/26,小结：,1.,中性面,：,垂直磁场方向平面,（1）线圈经过中性面时，穿过线圈,磁通量最大=BS,，但,/t=0最小,，（,ab,和,cd,边都不切割磁感线），线圈中感应,电动势为零,（2）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.线圈平行与磁感线时，,=0,/t最大,，,感应电动势最大,。,12/26,1,、电动势按正弦规律改变,2,、电流按正弦规律改变,3,、电压按正弦规律改变,电流,i,经过,R,时：,成立条件：,转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时,13/26,e,o,E,m,T/4,2T/4,3T/4,T,/2,3,/2,2,t,t,a,b,c,d,K,L,A,B,a,b,c,d,K,L,A,B,a,b,c,d,k,L,A,B,a,b,c,d,k,L,A,B,a,b,c,d,k,L,A,B,四、交流电图像,14/26,四、交流电图像,e,t,0,E,m,-E,m,i,t,0,I,m,-I,m,15/26,(1),正弦交流电,(2),示波器中锯齿波扫描电压,(3),电子计算机中矩形脉冲,(4),激光通信中尖脉冲,五、交变电流种类,16/26,、交流电产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向轴匀速旋转时，线圈中就产生,、交变电流：,和,都随时间做,电流叫做交变电流电压和电流随时间按,改变交流电叫正弦交流电,大小,方向,正弦规律,正弦交流电,周期性改变,课堂练习,17/26,、当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这么位置叫做,线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，所以线圈转动一周，感应电流方向改变,中性面,两次,18/26,、线圈从中性面开始转动，角速度是,，线圈中感应电动势峰值是,E,m,，那么在任一时刻,t,感应电动势瞬时,值,e为,若电路总电阻为,，则感应电流瞬时值,为,e,0,E,m,-Em,t,e=,E,m,sin,t,i=(E,m,/R),sin,t,19/26,5,、一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面固定轴转动,线圈中感应电动势e随时间t改变如图所表示,下面说法中正确是,A.t,1,时刻经过线圈磁通量为零,B.t,2,时刻经过线圈磁通量绝对值最大,C.t,3,时刻经过线圈磁通量绝对值最大,D.每当e变换方向时，经过线圈磁通量绝对值最小,e,t,0,t,1,t,2,t,3,t,4,E,m,-,E,m,C,20/26,1,、,知道交变电流,定义,（,AC,）：,大小和方向都随时间作周期性改变电流。方向不随时间改变电流为,直流电,（,DC,）。,辨析电流图,。,3,、,推导和了解交变电流,改变规律,：,（重难点）,（,1,）,方向改变规律,-,线圈平面每经过,中性面,一次，感应电流,方向就改变,一次；线圈转动,一周,，感应电流方向改变,两次,。,最大,，,/t=0,最小，感应电动势最小,E=0,（,2,）大小,改变规律,-,按,正弦规律,改变：（能画出瞬时线速度分解图）,e=E,m,sint E,m,=NBS,叫电动势最大值（峰值）,i,=,I,m,sint I,m,=E,m,/R+r,叫电流最大值（峰值）,u=U,m,sint U,m,=I,m,R,叫电压最大值（峰值）,5.1,交变电流 小结,2,、,了解交变电流产生,过程,：,线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场轴匀速转动产生正弦式交变电流。能画出四幅过程图。,垂直磁场方向平面叫做,中性面。,（重点）,电流经过,R,时：,21/26,1,在如图所表示几个电流随时间改变图线中，属于交变电流是 ，属于正弦交变电流是 。,t,i,A,B,C,D,A B D,A,三,.,课堂,检测及练习,22/26,2,一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内固定轴转动，线圈中感应电动势随时间改变规律如图所表示，下面说法中正确是,(),：,T,1,时刻经过线圈磁通量为零；,T,2,时刻经过线圈磁通量绝对值最大；,T,3,时刻经过线圈磁通量改变率绝对值最大；,每当,e,变换方向时，经过线圈磁通量绝对值都为最大,。,答案：,D,23/26,3,.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动。设线圈ab边长为20cm，ad边长为10cm，磁感应强度 B=0.01T，线圈转速n=50r/s，求：电动势最大值及对应线圈位置。,0.0628V,线圈平面与磁场方向平行。,4,.如图所表示：匝数为N、面积为S矩形线圈在匀强磁场B中匀速转动，角速度为，求线圈从图示位置转过180度时间内平均感应电动势。,.,.,.,E,平均,=,S,2N,B,/,24/26,练习,5.,一台发电机在产生正弦式电流。假如发电机电动势峰值为,E,m,=400V，线圈匀速转动角速度为,=314rad/s，试写出电动,势瞬时值表示式。假如这个发电机外电路只有电阻元件，总,电阻为,，电路中电流峰值是多少？写出电流瞬时值表,达式。,e=E,m,sin,W,t=400sin314t,解：,电动势瞬时值表示式为：,电流峰值为：,I,m,=E,m,/R=400=0.2A,电流瞬时值表示式为：,i=,I,m,sin,W,t=2sin314t,25/26,6,、一台发电机产生按正弦规律改变感应电动势最大值为311V，线圈在磁场中转动角速度100rad/s。,（1）写出感应电动势瞬时值表示式。,（2）若该发电机只与含电阻负载组成闭合电路，电路 总电阻为100，试写出经过负载电流强度瞬时表示式，在t=1/120s时电流强度瞬时值为多少？,（,3,）线圈从中性面转过,180,度过程中，电动势最大值、平均值分别是多少？,（,4,）转动过程中磁通量改变率最大值是多少？,答案,（,1,）,e,=311Sin100,t,（,2,）,I,=3.11Sin,（,100,*1/120,）,=3.11*1/2=1.55,（,A,）,（,3,）,E,m,=311V,E,=,N,/,t,=2,NBS,/,198V,（,4,）,/,t,=311/N,（,Wb/s,）,26/26,