高中物理交变电流课件新人教选修11.ppt

交变电流 1 交流发电机的构造定子和转子交流发电机的种类旋转电枢式发电机旋转磁极式发电机 一 交流发电机 2 交变电流的定义 强度和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流 1 方向都不变的电流叫直流电 2 大小不变方向改变的电流也是交流电 3 交变电流的产生 闭合矩形线圈在磁场中绕垂直于场强方向的轴转动产生的电流随时间作周期性变化 称交变电流 现象 缓慢转动线圈时 电流计指针在左右摇动 线圈每转一周 指针左右摆动一次 这说明 线圈在不断转动 电路中电流大小和方向不断改变 且每一周电流方向改变两次 二 交流电的变化规律1 正弦式电流 1 定义 电网中的交变电流 它的电流 电压随时间按正弦函数的规律变化 从中性面开始计时 电流瞬时值表达式 i imsin t电压瞬时值表达式 u umsin t交流的峰值 电流和电压的最大值 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 2 图像 交变电流的变化规律可以用示波器显示出来 交流电的图像 3 交变电流的周期和频率 1 周期 交变电流完成一次周期性变化所需的时间 叫做交变电流的周期 通常用t表示 单位是s 2 频率 交变电流在1s内完成周期性变化的次数 叫做交变电流的频率 通常用f表示 单位是赫兹 hz 3 周期和频率的关系是 三 交变电流能通过电容器 1 本质 电容器接到交流电路中后 交替产生充电和放电 使电路中有交变电流 似乎电流 通过 了电容器 2 作用 电容在交流电路中有 通交流 隔直流 通高频 阻低频 的特性 四 交流电的有效值 1 依据 电流热效应 2 定义 使交变电流和直流通过相同阻值的电阻 如果它们在相等时间内产生相等的热量 就把这一直流的数值叫做这一交变电流的有效值 3 特点 交变电流的有效值根据电流的热效应来规定 与电流的方向无关 在计算时 要紧扣电流通过电阻生热或热功率进行计算 相同时间 至少要取一个周期的时间 4 有效值与峰值的关系 任何电流都有有效值 但上述关系只限于正弦式交变电流 对其他形式的交变电流并不适用 但可按有效值的定义进行推导 交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值 交流电压表和交流电流表的示数是有效值 交变电流的数值在无特别说明时都是指有效值 在计算交变电流通过导体产生的焦耳热 做功的电功率以及保险丝的熔断电流时 只能用交变电流的有效值 注意 1 矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直磁感线方向的轴匀速转动 当线圈垂直中性面时 下列说法中正确的是 穿过线圈的磁通量最大 线圈中的感应电动势最大 穿过线圈的磁通量等于零 线圈中的感应电动势最大 穿过线圈的磁通量最大 线圈中的感应电动势等于零 穿过线圈的磁通量等于零 线圈中的感应电动势等于零 b 项固与练习 2 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e随时间t的变化规律如图所示 则下列说法正确的是 d a t1时刻通过线圈的磁通量为零b t