《交变电流》课件

第三章交变电流3.1交变电流目录CONTENTS1

学习目标2

新课导入3

新课讲解4

当堂小练1.认识交变电流，知道生产生活中使用的大多是正弦式交变电流.2.知道正弦式交变电流方向和大小的变化规律.

3.了解发电机是将机械能转化为电能的装置.

学习目标新课导入思考：当线框快速转动时，观察到什么现象?二极管交替闪烁一、交变电流与直流电交变电流：大小和方向随时间做周期性变化的电流(1、2)

直流电：方向不随时间变化的电流（3）

恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流（4）新课讲解思考讨论手摇发电机为什么会产生交变电流？交流发电机的工作原理将手摇式发电机与定值电阻、电流表串联。让线框从如图所示的中性面开始沿逆时针方向转动；观察：电流表的示数将发生怎么样的变化。简化图思考讨论二.交变电流的产生线圈在甲图位置是否有感应电流？线圈在乙图位置是否有感应电流？在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？由B→Aו线圈在丙图位置是否有感应电流？线圈在丁图位置是否有感应电流？在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？由A→Bו思考：线圈转到什么位置时线圈中没有电流？转到什么位置时线圈中电流最大？ווו中性面：与磁感线垂直的平面线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，感应电动势为零，感应电流为零线圈每经过中性面一次，交流电方向改变一次，线圈每转动一周（交流电的一个周期），两次经过中性面，交流电的方向改变两次。中性面的垂面线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量为零，感应电动势最大，感应电流最大וו思考：单匝线圈经过中性面的垂面时感应电动势是多大？总结：（1）手摇式发电机快速转动时二极管交替闪烁。（2）线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。总结：（3）两个特殊位置的各物理量有如下特征。设线圈从中性面开始转动，角速度是ω．经过时间t，AB、CD宽L1，AD、BC长L2，磁感应强度是B.BvA(B)D(C)t=0θv11v⊥中性面线圈与中性面的夹角是多少？AB边的速度多大？AB边切割磁感线的有效速度多大？AB边中的感应电动势多大？线圈中的感应电动势多大？⑥若为N匝线圈，则感应电动势多大？思考：能否通过法拉第电磁感应定律计算线圈在任意位置的感应电动势？任意时刻t的磁通量：法拉第电磁感应定律：BA(B)D(C)t=0θ中性面思考1：如果从中性面的垂面开始计时，线圈在任意位置的感应电动势又怎么表示？BA(B)D(C)t=030思考2：如果计时零时刻线圈较中性面已转过30度角，线圈在任意位置的感应电动势又怎么表示？t=0三.交变电流的变化规律矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动时，所产生的交变电流按照正弦函数的规律变化——正弦式交流电感应电动势瞬时表达式（中性面计时）：感应电动势峰值：思考：若该线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为r，则负载两端的电压u、流过的电流i随时间变化的规律是怎样的？流过负载的电流：负载两端电压：正弦式交变电流的图像（中性面计时）不同形式的交流电四.交流发电机了解：交流发电机的分类？旋转电枢式、旋转磁极式旋转电枢式：旋转电枢转动，磁极不动的发电机；旋转磁极式：如果磁极转动，电枢不动。三峡电站一台正在吊装的发电机转子ABCD——线圈（电枢）K、L——圆环E、F——电刷说明：旋转电枢式发电机与旋转磁极式发电机的区别旋转电枢式：旋转电枢式发电机转子产生的电流，经过裸露的滑环和电刷引到外电路，如果电压很高，可能发生火花放电，滑环和电刷很快会烧坏。同时，转动的电枢无法做得很大，线圈匝数也不可能很多，所以产生的感应电动势也不能很高。这种发电机输出的电压一般不超过500V。旋转磁极式发电机：旋转磁极式发电机克服了上述缺点，能够产生几千伏到几万伏的电压，输出功率可达几百兆瓦。所以，大多数发