交变电流ppt课件.ppt

1,自我诊断,1.楞次定律的内容2.法拉第电磁感应定律及其表达式3.导体切割磁感线产生感应电动势的一般表达式4.闭合电路欧姆定律表达式5.恒定电流的概念,2,第1节交变电流,3,一、交变电流,交变电流(AC):大小和方向随时间做周期性变化的电流,4,5,法拉第的发电机,6,初识交变电流,手摇发电机,那么交变电流是如何产生的呢？,连接示教电流计观察指针在零位置两侧摆动说明不但电流大小改变，而且方向也在改变,7,二.交变电流的产生,1产生：闭合线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生交流。但这不是产生交流的唯一方式。,8,交流发电机原理示意图,9,线圈与磁感线相垂直的平面3.中性面特点：有最大值。磁通量的变化率/t为零，E0，I=0.,2.中性面：,10,思考与讨论：1、在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？2、在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？3、在什么位置线圈中电流最大？在什么位置电流最小？4、线圈转动一周，电流方向改变几次？在什么位置改变？5、大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线.,11,判断从甲位置转到乙位置过程中线框中的电流方向及大小变化,特点：=0，E最大,I最大,电流方向BA,12,判断从乙位置转到丙位置过程中线框中的电流方向及大小变化,特点：E=0,I=0，有最大值。又处于中性面。,13,判断从丙位置转到丁位置过程中线框中的电流方向及大小变化,特点：=0，E最大，I最大，电流方向AB,14,学生回答，教师解疑：1、在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？2、在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？3、在什么位置线圈中电流最大？在什么位置电流最小？4、线圈转动一周，电流方向改变几次？在什么位置改变？5、大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线.,15,图像如下：,i,t,0,Im,-Im,16,三、交变电流的变化规律1、方向变化规律：线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次，线圈转动一周，感应电流的方向改变两次问题：大小如何变化呢？,17,例.设线圈平面从中性面开始转动，角速度是，ab、cd长L1，ad、bc长L2，磁感应强度为B。经过时间t到实线位置，求此时线圈中的感应电动势e。,ab边中的感应电动势就是,cd边中的感应电动势跟ab边中的大小相同，而且又是串联的。所以，这一瞬间整个线圈感应电动势,（,V,B,a(b),d(c),.o,18,2.交变电流的大小变化规律,e=nBSsint=Emsint(从中性面开始计时),i=(nBS/R)sint=Imsint(从中性面开始计时),u=Umsint(从中性面开始计时),(1)感应电动势的瞬时值:,(2)感应电流的瞬时值:,Im为电动势的峰值Im=nBS/R(3)外电路电阻两端电压的瞬时值:,Em为电动势的峰值Em=nBS,19,3.交流电的图像,e=Emsint(从中性面开始计时),课后练习：试画u-t图,20,1.交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。,2.交变电流的产生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（余）弦规律变化电动势瞬时值：e=Emsint电动势的峰值：Em=nBS,总结,21,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,思考讨论：,（2）转轴垂直匀强磁场，经最大值面时开始计时。,电动势按余弦规律变化,从某位置开始计时,为此时线框与中性面的夹角,22,（3）Em=nBS=nm可知，峰值Em与线圈的面积有关。而与垂直于磁场方向的转动轴的位置无关，与线圈的形状也无关。,（4）转速对交变电流的影响：由e=nBSsint可知，角速度也增大，使得感应电动势随之增大，同时交变电流的变化也加快。,（5）电动势平均值用求，要注意是哪一过程的平均值。,23,4.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,24,5.交流发电机,（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.,25,练习：在交流式发电机中，如果磁感应强度为0.1T，单匝线圈面积为0.2,转速为每秒50转，求线圈转动时的感应电动势的最大值。,26,人类历史上最早使用的是直流电，但直流发电非常困难，成本高昂。自从有了结构简单、运行可靠、价格便宜的交流发电机，电才真正得到了广泛的发展。,27,把高压电流在能量损失较小的情况下通过普通电线输送到迄今连想也不敢想的远距