鲁科版选修32交变电流是怎样产生的 课件 （33张）.ppt

3 2交变电流是怎样产生的 交流发电机的转子和定子 交流发电机的原理 由法拉第电磁感应定律可知 只要穿过闭合回路的磁通量发生变化 就可以产生感应电动势和感应电流 怎样能使穿过闭合回路的磁通量发生变化 让闭合导体与磁极做相对运动 交流发电机的组成 交流发电机主要由线圈 电枢 和磁极组成 磁极有的使用永久磁铁 有的使用电磁铁 用电磁铁做磁极的发电机叫做励磁发电机 交流发电机的分类 磁极固定不动 让电枢在磁极中旋转 这种电动机称为旋转电枢式发电机 反之 电枢不动 让磁极在电枢中旋转 称为旋转磁极式发电机 不论哪一种发电机 转动的部分叫转子 固定不动的部分叫定子 交变电流的产生原理 演示实验 注意观察电流表打针的偏转情况 交变电流的产生原理 实验结论 交流电的大小和方向是不断变化的 线圈在磁场中每旋转一周 电流表指针就左右摆动一次 它的大小和方向都随时间做周期性变化 如何实现电流大小和方向都改变 电刷 滑环 中性面 中性面 线框平面与磁感线垂直位置 2 每经过中性面一次 方向就改变一次 交变电流的产生原理 特点 b s 最大 e 0 i 0中性面 没有边切割磁感应线 交变电流的产生原理 特点 b s 0 e最大 i最大 感应电流方向b到a a b d c 边垂直切割磁感应 交变电流的产生原理 特点 b s 最大 e 0 i 0中性面 没有边切割磁感应线 交变电流的产生原理 特点 b s 0 e最大 i最大 感应电流方向a到b a b d c 边垂直切割磁感应线 设矩形线圈的ab边长为l1 ad边长为l2在匀强磁场b中绕垂直于磁场的对称轴以角速度w匀速转动 如图所示 ab和cd边垂直于纸面 转轴为o 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 交变电流的变化规律 注意 与线圈的形状 转轴的位置无关 成立条件 转轴垂直匀强磁场 经中性面开始计时 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 交变电流的变化规律 交变电流的变化规律 小结 1 交流发电机有两种 即和其中转动的部分叫 不动的部分叫 2 正弦交变电流的变化规律 1 方向变化规律 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 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 中性面 两次 旋转磁极式 旋转电枢式 转子 定子 1 关于中性面 下列说法错误的是 a 中性面就是穿过线圈的磁通量为零的面b 中性面就是线圈中磁通量变化率为零的面c 线圈过中性面时 电流方向必改变d 中性面就是线圈内感应电动势为零的面 a 2 在匀强磁场中 一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动 如图3 2 12甲所示 产生的交变电动势的图像如图乙所示 则 图3 2 12 a t 0 005s时线框的磁通量变化率为零b t 0 01s时线框平面与中性面重合c 线框产生的交变电动势的有效值为311vd 线框产生的交变电动势的频率为100hz b 图3 2 9 1 若从线圈处于中性面开始计时 写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式 2 线圈转过0 05s时电动势的瞬时值多大 3 电路中感应电动势的最大值和有效值 4 电路中交流电压表和电流表的示数 5 线圈从图示位置转过90 的过程中通过电阻r的电荷量 巩固训练 1 一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流e 220sin100 t v 那么 a 该交变电流的频率是100hzb 当t 0时 线圈平面恰好与中性面垂直c 当t 1 200s时 e有最大值d 该交变电流电动势的有效值为220v c 巩固训练 2 一只标有 220v100w 的灯泡 接在u 311sin314tv的电源上 则下列说法中正确的是 a 灯泡不能正常发光b 通过灯泡的电流为i 0 45sin314tac 与灯泡并联的交流电压表的示数为220vd 与灯泡串联的交流电流表的示数为0 03a c 巩固训练 3 如图所示为演示用的手摇发电机模型 匀强磁场磁感应强度b 0 5t 线圈匝数n 50 每匝线圈面积0 48m2 转速150r min 在匀速转动过程中 从图示位置开始计时 1 写出交变感应电动势瞬时值的表达式 2 画出e t图线 1 e 188sin5 t v 2 4 如图3 1所示 匀强磁场的磁感应强度b 0 5t 边长l 10cm的正方形线圈abcd共100匝 线圈电阻r 1 线圈绕垂直于磁感线的对称轴oo 匀速转动 角速度 2 rad s 外电路电阻r 4 求 图3 1 答案 1 3 14v 2 1 57v 3 2 6v 4 1 78v 5 0 99