交变电流的产生sun.ppt

电流方向不随时间而改变,直流电(DC),电流方向随时间而改变,实验,交流电(AC),第五章 交变电流,一、交变电流,1、交变电流：,大小和方向都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：,方向不随时间变化的电流叫做直流电,简称直流（DC）。,1.交流发电机模型的原理简图,二、交变电流的产生（交流发电机）,为什么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？,线圈,圆环,电刷,使线圈在转动时保 持与外电路的连接,交变电流产生示意图：,2.交变电流的产生,四个图中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由感应电流，并确定感应电流的方向？,线圈转到甲、丙位置时线圈中没有电流；-中性面 转到乙、丁位置时线圈中电流最大！-平行面,3.两个面特点,推导： 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L1，AD、BC长L2 ，磁感应强度是B.,中性面,线圈与中性面的夹角是多少？,此时线圈的磁通量怎样表示？,画出磁通量随时间的变化图像？,线圈中的感应电动势的大小？（利用导数）,线圈中的感应电动势随时间的变化图像？,线圈转到甲、丙位置时线圈中没有电流；-中性面 磁场与线圈平面垂直磁通量最大磁通量的变化率为零电动势为零电流为零电流方向改变 转到乙、丁位置时线圈中电流最大！-平行面 磁场与线圈平面平行磁通量为零磁通量的变化率最大电动势最大电流最大电流方向不变,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线圈中的瞬时感应电动势（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， Em为电动势的最大值（峰值）,=NBS,若为N匝线圈？,=NBS=NM,又,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(轴位置变化?平行呢?非矩形线圈呢?),2、此表达形式仅在从中性面开始计时的情况下成立,平行面呢?,e=Emsin(Wt+),了解相位与初相?,e=EmcosWt,3.交流电的图像?能否画出 -t图像？在图像上找到两面？,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（交流电的一个周期） ，两次经过中性面，交流电的方向改变两次。,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,路端电压(R两端的电压)?,四、交变电流的种类,自学：交流发电机,发电机的基本组成? 发电机的基本种类?,五.交流发电机简介,（1）发电机的基本组成： 用来产生感应电动势的线圈（叫电枢） 用来产生磁场的磁极 （2）发电机的基本种类 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）,无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子,小结,（1）线圈与磁感线垂直时,感应电动势_,磁通量_。,是电流方向_的位置。,（2）当线圈与磁感线平行时：,感应电动势_，磁通量_。,（3）线圈连续匀速转动的过程中：,电流的大小和方向都做_变化。,理解:,最小,最大,最大,最小,发生变化,周期性,下列表示交变电流的有（ ）,1.,CE,巩固练习,3. 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随时间的变化规律如图所示，下面说法中正确的是( )：,T1时刻通过线圈的磁通量为零； T2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大； T3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大； 每当e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大。,答案： D,练习4,一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为 Em=400V，线圈匀速转动的角速度为=314rad/s，试写出电动 势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总 电阻为2000，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表 达式。,e=EmsinWt=400sin3