5.1交变电流公开课.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,*,第五章交变电流,1/24,一、交变电流,1,、交变电流,：,大小和方向都随时间做周期性改变电流叫做交变电流,简称交流,(AC),。,2,、直流电：,方向不随时间改变电流叫做直流电,简称直流（,DC,）。,交变电流能够转变成直流，试验室学生电源就有这种功效。,2/24,3/24,二、交变电流产生,（交流发电机）,1,、发电机基本结构,线圈：,转轴垂直于磁场方向,磁极：,磁极间形成匀强磁场,为何矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流？,4/24,交变电流产生示意图：,交变电流产生,ABCD,线圈（切割磁感线）,K,、,L,圆环,E,、,F,电刷,使线圈在转动时保,持与外电路连接,5/24,1,、在线圈由甲转到乙过程中，,AB,边中电流向哪,个方向流动？,由,BA,A(B),D(C),A(B),D(C),6/24,2,、在线圈由丙转到丁过程中，,AB,边中电流向哪,个方向流动？,由,AB,D(C),A(B),B,D(C),A(B),B,7/24,3,、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流？转到什么,位置时线圈中电流最大？,线圈转到甲、丙位置时线圈中没有电流；,转到乙、丁位置时线圈中电流最大！,A(B),D(C),A(B),D(C),D(C),A(B),B,D(C),A(B),B,在线圈转动过程中，穿过线圈磁通量、线圈中感应电动势、感应电流有什么特点？,线圈经过甲、丙位置时，电流方向发生改变。,8/24,线圈经过中性面时，感应电动势为零，感应电流为零。,线圈每经过中性面一次，交流电方向改变,一次,，线圈每转动,一周,（交流电一个周期），,两次,经过中性面，交流电方向改变,两次,。,中性面,A(B),D(C),与磁感线垂直平面,9/24,设线圈平面从中性面开始转动，角速度是,经过时间,t,，,AB,、,CD,宽,L,1,，,AD,、,BC,长,L,2,，,磁感应强度是,B.,B,v,A(B),D(C),t=0,v,11,v,中性面,线圈与中性面夹角是多少？,AB,边速度多大？,AB,边速度方向与磁场方向夹角是多大？,AB,边中感应电动势多大？,线圈中感应电动势多大？,10/24,三交变电流改变规律,以线圈经过中性面开始计时，在时刻,t,线圈中感应电动势（,AB,和,CD,边切割磁感线）,所以,令,则有,e,为电动势在时刻,t,瞬时值，,E,m,为电动势最大值（峰值）,=,NBS,若为,N,匝线圈,11/24,1,、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场转轴匀速转动时，所产,生交变电流按照正弦函数规律改变,正弦式交流电,正弦式交流电产生描述,2,、,E,m,匀速转动过程中能产生电动势最大值,峰值，,为线圈转动角速度,3,、此表示形式仅在从中性面开始计时情况下成立,e,为瞬时值,4,、若该线圈给外电阻,R,供电，设线圈本身电阻为,r,，由闭合电路欧姆定律,R,两端电压为,12/24,e,o,E,m,T/4,2T/4,3T/4,T,/2,3,/2,2,t,t,交流电图像,13/24,14/24,四、交变电流种类,(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,15/24,交流发电机,发电机基本组成,?,发电机基本种类,?,16/24,交流发电机介绍,17/24,18/24,（,1,）发电机基本组成：,用来产生感应电动势线圈（叫电枢）,用来产生磁场磁极,（,2,）发电机基本种类,旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）,旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）,不论哪种发电机，转动部分叫,转子,，,不动部分叫,定子,19/24,1,、,交变电流,：大小和方向都随时间作周期性改变电流。,3,、交变电流改变规律：,（,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,。,（,2,）大小改变规律,-,按,正弦规律,改变：,e=E,m,sint E,m,=NBS,叫电动势最大值,i,=,I,m,sint I,m,=E,m,/R,叫电流最大值,u=U,m,sint U,m,=I,m,R,叫电压最大值,小结,2,、,产生,：,矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场轴匀速 转动,20/24,E,m,-,E,m,（,1,）线圈与磁感线垂直时,感应电动势,_,磁通量,_,。,是电流方向,_,位置。,（,2,）当线圈与磁感线平行时：,感应电动势,_,，磁通量,_,。,（,3,）线圈连续匀速转动过程中：,电流大小和方向都做,_,改变。,0,e,t,最小,最大,最大,最小,发生改变,周期性,21/24,以下表示交变电流有（）,例,1,i,i,t,t,i,t,(A),(B),(C),(D),0,0,0,0,t,(E),0,t,e,u,CE,22/24,2,一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,23/24,练习,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,t=400sin314t,解：,电动势瞬时值表示式为：,电流峰值为：,I,m,=E,m,/R=400V,/,=0.2A,电流瞬时值表示式为：,i=,I,m,sin,t=2sin314t,24/24,