1.交变电流

5 1交变电流 一 几个概念1 直流电 DC 电流方向不随时间而改变 2 恒定电流 大小和方向不随时间变化的电流 3 交变电流 AC 大小和方向随时间周期性变化的电流 4 正弦交流电 大小和方向随时间正弦规律变化的电流 二 交变电流的产生 按下图所示进行实验演示 交流发电机模型的原理简图 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 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 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 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 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 Em为电动势的最大值 峰值 NB S 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 四 交流电的图像 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 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 Emsin tEm NBS 叫电动势的最大值i Imsin tIm Em R叫电流的最大值u Umsin tUm ImR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 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 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Em 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 e Emsin t i Em R sin t 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