高中物理选修32交变电流课件幻灯片.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,*,5.1,交 变 电 流,1,直流电,(DC),电流方向不随时间而改变,2,一、交变电流,按下图所示进行实验,演示,3,交变电流,(AC),交变电流,(,交流,):,大小和方向都随时间做周期性变化的电流,.,4,交流发电机模型的原理简图,5,二、,交变电流的产生,矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,6,为了能更方便地说明问题，我们将立体图转化为平面图来分析,.,7,(,甲,),BS,，,最大，,E=0,I=0,中性面,没有边切割磁感应线,8,BS,，,=0,，,E,最大，,I,最大，,感应电流方向,b,到,a,(,乙,),a,（,b,）、,d,（,c,）边垂直切割磁感应线，,9,(,丙,),BS,，,最大，,E=0,I=0,中性面,10,BS,，,=0,，,E,最大，,I,最大，,感应电流方向,a,到,b,11,设正方形线圈的边长为,L,，在匀强磁场,B,中绕垂直于磁场的对称轴以角速度匀速转动，如图所示，,ab,和,cd,边垂直于纸面，转轴为,O,1,、线圈转动一周，电流方向改变多少次？,2,、线圈转到什么位置时磁通量最大？这时感应电动势是最大还是最小？,3,、线圈转到什么位置时磁通量最小？这时感应电动势是最大还是最小？,回答问题：,4,、试推导感应电动势大小的变化规律公式。,12,1,中性面,：线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面,（,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（,ab,和,cd,边都不切割磁感线），线圈中的,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,13,三交变电流的变化规律,以线圈经过中性面开始计时，在时刻,t,线圈中的感应电动势（,ab,和,cd,边切割磁感线）,所以,令,则有,e,为电动势在时刻,t,的瞬时值，,E,m,为电动势的最大值（峰值）,=NB,S,14,成立条件,：,转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时,（,1,）电动势按正弦规律变化,（,2,）电流按正弦规律变化,（,3,）电路上的电压按正弦规律变化,电流通过,R,时：,15,四、交流电的,图像,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,16,五、交变电流的种类,(1),正弦交流电,(2),示波器中的锯齿波扫描电压,(3),电子计算机中的矩形脉冲,(4),激光通信中的尖脉冲,17,1,、,交变电流,：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。,3,、交变电流的变化规律：,（,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,。,（,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,小结,2,、,矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,18,、交变电流：,和,都随时间,做,的电流叫做交变电流,电压和电流随时间按,变化的交流电叫正弦交流电,、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会产生,、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，这样的位置叫做,线圈平面每经过,中性面一次，感应电流方向就改变一次，因此线圈转动一周，感应电流方向改变,大小,方向,周期性变化,正弦规律,感应电流,中性面,两次,19,、线圈从中性面开始转动，角速度是，线圈中的感应电动势的峰值是,E,m,，那么在任一时刻,t,感应电动势的瞬时值,e,为,若线圈电阻为，则感应电流的瞬时值,为,0,E,m,e,-E,m,t,e=,E,m,sint,i=(,E,m,/R,),sint,20,1.,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,，线圈的转速,n=50r/s,，求：电动势的最大值及对应的线圈位置。,0.0628V,线圈平面与磁场方向平行。,2.,如图所示：匝数为,N,、面积为,S,的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,度时间内的平均感应电动势。,.,.,.,E,平均,=,S,2N,B,/,21,交流发电机简介,22,23,、交流发电机有两种，即,和,其中转动的部分叫,，不动的部分叫,发电机转子是由,、,或其它动力机带动,旋转磁极式,旋转电枢式,转子,定子,水轮机,蒸汽轮机,24,