交变电流的产生及描述ppt课件

交变电流的产生和描述 交变电流的产生 交流发电机模型 将立体图转化为平面图 两个特殊位置 第一特殊位置 S B 中性面特点 2 导体边不切割磁感线 1 磁通量最大 max 所以 E感 0 i感 0 即 此时线圈中无电流 中性面 特点 2 导体边垂直切割磁感线 1 磁通量为最小 0 线圈中有感应电流 E感 nBS 即 此时线圈中电流最大 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 思考 在线圈旋转至任何一个非特殊位置时的感应电动势如何计算 V垂直 以线圈从中性面转动为t 0时刻开始计时 经过t时间 V 1 正弦交变电流的图象 3 交变电流的图像和变化规律 4 交流发电机 1 构造 2 种类 用来产生感应电动势的线圈 叫电枢 用来产生磁场的磁极 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 3 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 在如图所示的几种电流随时间变化的图线中 属于交变电流的是 属于正弦交变电流的是 A B C D ABD A 4 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 3 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 2 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 大小 方向 正弦规律 感应电流 中性面 两次 周期性变化 5 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 0 Em e Em t e Emsin t i Em R sin t 应用升级 1 一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动 穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图10 1 3甲所示 则下列说法正确的是 A t 0时刻 线圈平面与中性面垂直B t 0 01s时刻 的变化率最大C t 0 02s时刻 交流电动势达到最大D 该线圈产生的交流电动势的图像如图乙所示 B 答案 B 如图10 1 6所示 图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象 当调整线圈转速后 所产生正弦交流电的图象如图线b所示 以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是 A 在图中t 0时刻穿过线圈的磁通量均为零B 线圈先后两次转速之比为3 2C 交流电a的瞬时值为u 10sin5 t V 变式1 图10 1 6 BCD 解析由图可知t 0时刻时感应电动势为零 穿过线圈的磁通量最大 选项A错误 由图可知Ta 0 4s Tb 0 6s 线圈先后两次转速之比na nb Tb Ta 3 2 选项B正答案BCD 典题例析 如图所示 一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中 并绕过ab cd中点的轴OO 以角速度 逆时针匀速转动 若以线圈平面与磁场夹角 45 时 如图乙 为计时起点 并规定当电流自a流向b时电流方向为正 则如图10 1 7所示的四幅图中正确的是 答案 D 二 描述交变电流大小的物理量 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时 电动势最大值 2 最大值 峰值 1 瞬时值 甲 乙图中电炉烧水 设壶材料相同 水质量相等 水的初温相同 若直流电源用10分钟把水烧开 而第二次用交流电时也用10分钟把水烧开 3 有效值 我的电流是恒定的3A 我10分钟把水烧开 我10分钟也把水烧开 我的电流是变化的 我的电流有效值是3A 3 有效值 1 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的热量相等 就把这一直流的数值叫做这一交变电流的有效值 热效应相同 2 说明 交变电流的有效植根据电流的热效应来规定 与电流的方向无关 计算电功和热量必须用有效值 有效值一般与所取时间的长短有关 在无特别说明时是以一个周期的时间来确定有效值的 交流电压表和电流表通过交流电时 实际上已经由电表内部元件把交流电变成了等效的直流 所以读出的就是交流的有效值 并且电表的指针不会忽左忽右地摆动 注意 电容器的耐压值是交流的最大值 4 一般用电器上标注的额定值是有效值 而电容器上标注的是最大值 4 平均值 计算通过某导体截面的电量一定要用平均值 3 正弦 或余弦 交变电流有效值与最大值之间的关系 典题例析 一个10 的电阻 它两端的电压u随时间t的变化规律如图10 1 10所示 则 D 答案 D C 答案 C 典题例析 一个电阻为r 边长为L的正方形线圈abcd共N匝 线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO 以如图10 1 12所示的角速度 匀速转动 外电路电阻为R 图10 1 12 1 说明此刻线圈感应电流的方向 2 线圈转动过程中感应电动势的最大值有多大 3 线圈平面与磁感线夹角为60 时的感应电动势为多大 4 设发电机由柴油机带动 其他能量损失不计 线圈转一周 柴油机做多少功 5 从图示位置开始 线圈转过60 的过程中通过R的电量是多少 6 图中电流表和电压表的示数各是多少 电阻为1 的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴 在匀强磁场中匀速转动 产生的交变电动势随时间变化的图象如图10 1 8所示 现把交流电加在电阻为9 的电热丝上 下列判断正确的是 A 线圈转动的角速度 100rad sB 在t 0 01s时刻 穿过线圈的磁通量最大C 电热丝两端的电压U 100VD 电热丝此时的发热功率P 1800W 变式 图10 1 8 D 答案D 2011 皖南八校联考 如图10 1 9所示 图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时