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第一节 交变电流,一、交变电流,1、交变电流：,方向随时间做周期性变化的电流叫做交变电流,简称交流(AC)。,2、直流电流：,方向不随时间变化的电流叫做直流电,简称直流（DC）。,恒定电流:大小和方向不随时间变化的电流,大小可以改变噢！,练习：如图所示的的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是_，属于正弦式交变电流的是_。,二、交变电流的产生,交流发电机的基本构造,ABCD线圈（逆时针转动切割磁感线）,K、L金属环,E 、 F电刷,将线圈产生的电流引出到外电路,线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,AB边连在金属滑环K上，CD边连在滑环L上。,交变电流产生示意图：,线圈由甲乙丙丁甲，转了一整圈，完成一个整周期,问题1.在线圈转动过程中,哪些边在切割磁感线产生感应电动势?,问题2.线圈转到甲、丙位置时，磁通量有什么特点？AB棒速度方向与磁场方向是什么关系？此时的感应电动势多大？磁通量的变化率有什么特点？,问题3.线圈转到乙、丁位置时，磁通量有什么特点？AB棒的速度与磁场方向是什么关系？此时的感应电动势多大？磁通量的变化率有什么特点？,友情提示:由立体图画平面图，结合平面图研究更直观,甲、丙中线圈所在的平面称为中性面 与磁感线垂直的面,中性面的特点：,1、磁通量最大=max=BS,2、AB、CD边速度方向与磁场方向平行，不切割磁感线，此时感应电动势为零。,3、磁通量的变化率为零,1、磁通量为零 2、由于速度方向与磁场方向垂直，此时的感应电动势最大. 3、磁通量的变化率最大,与磁感线平行的平面,与中性面垂直的面,与中性面垂直的面的特点,问题4.在线圈由甲转到乙、乙转到丙、丙转到丁的过程中， AB边中电流向哪个方向流动？线圈中的电流大小如何变化？,问题6.电流在什么时刻改变方向的？,问题5.大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，规定电流从E流向F的电流记为为正，反之为负。在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻。,判断感应电流的方法： 楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 右手定则：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内。让磁感线从手心进入，并使拇指指向导线运动的方向，四指所指的方向为感应电流的方向,问题4.在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向？线圈中的电流大小如何变化？,A(B),D(C),A(B),D(C),由B A E 流出 F D C,变大,甲,乙,乙状态最大！,问题5.大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，规定电流从E流向F的电流记为为正，反之为负。在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻。,甲,乙,丙,丁,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（即一个周期） ，有两次经过中性面，交流电的方向改变两次。,问题6.电流在什么时刻改变方向的？,甲,乙,丙,丁,?,线圈处在磁感应强度是B 的匀强磁场中，AB、CD宽L1，AD、BC长L2 ，线圈平面从中性面沿逆时针方向开始转动，角速度是经过时间t，推导此时线圈中产生瞬时感应电动势的.,中性面,线圈与中性面的夹角是多少？,AB边的速度多大？,AB边速度方向与磁场方向夹角是多大？,AB边中的感应电动势多大？,线圈中的感应电动势多大？,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,则有,e为电动势在时刻t的瞬时值， Em为电动势的最大值（峰值）,若为N匝线圈,1、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动时，所产生的交变电流按照正弦函数的规律变化正弦式交流电：,为线圈转动的角速度,此表达形式仅在从中性面开始计时的情况下成立,2、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两端的电压为,三交变电流的变化规律,甲,乙,丙,丁,甲,四、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,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=Ems