交变电流概述

1、5.1 交变电流概念概念: :1.交变电流交变电流: 大小和大小和方向方向都随时间做周期性的变化都随时间做周期性的变化. 简称交流（简称交流（AC） 2.直流电直流电: : 方向方向不随时间变化的电流（不随时间变化的电流（DC） 恒定电流恒定电流: :大小和方向不随时间变化的电流大小和方向不随时间变化的电流练习练习1、观察下列几个电流与时间的图象、观察下列几个电流与时间的图象,判断哪些判断哪些是交变电流。是交变电流。it0(2)it0(1)it0(3)i0t(4)i0t(5)交流发电机模型交流发电机模型二、交变电流的产生二、交变电流的产生同学们思考当线圈转动时电流大小会不同学们思考当线圈转动时

2、电流大小会不会发生变化？电流方向是否改变呢？会发生变化？电流方向是否改变呢？为了能更方便地说明问题，我们将立体图转化为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平面图来分析ABCDADB中性面:线圈平面与磁感线垂直的位置线圈平面与磁感线垂直的位置. .此位置各边不此位置各边不切割故呈电中性所以叫中性面切割故呈电中性所以叫中性面特点：线圈经过中性面时，最大，但线圈中电动势为0.问题问题2：整个单匝整个单匝线框在与线框在与中性面垂直中性面垂直位置位置时产生的感应电动势是多大时产生的感应电动势是多大?a(b)(c)dvvE =Eab+Ecd=BL1v+BL1v=BL1L2=BS思考:磁通

3、量是多大?adHF中性面E=Bs是最大感应电动势吗？ABAB、CDCD宽宽L1L1，ADAD、BCBC长长L2L2甲甲乙乙丙丙丁丁ABCDABCDABCDABCD1、线圈转动一周电流方向改变几次？ 电流方向改变在 什么位置？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？中性面 最小3、线圈转到什么位置时磁通量最小？垂直中性面这时感应电动势是最大还是最小？ 最大探究思考探究思考中性面中性面两次两次总结两个特殊位置物理量的特点若若单匝单匝线框从中性面开始转动线框从中性面开始转动,经过一段时经过一段时间间t,在在这一时刻这一时刻整个线框产生的电动势又是整个线框产生的电动势又是多大多

4、大?vvacdHF中性面V3V4V3V3V4V4acdHFbe =BSsin(t)中性面瞬时值2211LLeBLsinBLsin22 1314eBL V sinBL V sin eBs sinBsints 瞬时值最大值问题问题4：n匝匝线框从中性面开始转动线框从中性面开始转动,经过时经过时间间t,此刻整个线框产生的电动势又是多大此刻整个线框产生的电动势又是多大?V3V4menBs sintE sint acdHFb中性面BvA(B)D(C)则则AB边电动势与边电动势与DC边电动势大小相等，方向在回路相同边电动势大小相等，方向在回路相同sineBStsineNBStAB、CD长长L1，AD、BC

5、宽宽L2一匝线圈产生的电动势一匝线圈产生的电动势N匝线圈产生的电动势匝线圈产生的电动势问题问题5：发电机电动势按正弦规律改变，：发电机电动势按正弦规律改变，当负载为纯电阻用电器时，负载两端电当负载为纯电阻用电器时，负载两端电压压u、电流、电流i也按正弦规律变化，写出它们也按正弦规律变化，写出它们的表达式？的表达式？V3V4vui中性面u=Umsinti=ImsintttT3T/4T/2T/4O3/2/22eEm=nBsEmmeE sint 作图时规定感应电动势正方向为作图时规定感应电动势正方向为dcbadcbdaaaaabbbddddccc（1）发电机的基本组成： 用来产生感应电动势的线圈（叫

6、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，不动的部分叫定子转子电刷电刷定子小结小结: 通过以上分析可知：线圈在匀强磁场中绕垂直于通过以上分析可知：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，可以得到按正弦规律变磁场方向的轴匀速转动，可以得到按正弦规律变化的交变电流化的交变电流, ,这种交变电流叫做这种交变电流叫做正弦式交变电正弦式交变电流流, ,简称简称正弦式电流正弦式电流. . 在目前的电力系统中应用的大多是正弦式交变电在目前的电力系统中应用的大多是正弦式交变电流流. . 练习练

7、习3、有一、有一10匝正方形线框，边长为匝正方形线框，边长为20cm，线框，线框总电阻为总电阻为1，线框绕，线框绕OO轴以轴以10rad/s的角速度匀的角速度匀速转动，如图所示垂直于线框平面向里的匀强磁场速转动，如图所示垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为的磁感应强度为0.5T。问：。问： (1)该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是多少？大值分别是多少？ (2)线框从图示位置转过线框从图示位置转过60时，感应应电动势的瞬时，感应应电动势的瞬时值是多大？时值是多大？ (3)写出感应电流随时间变化的表达式。写出感应电流随时间变化的表达式。练习练习4、 某线圈在匀强磁