交变电流

交变电流八一中学公路旁、旷野上，坚实的钢架托着、吊着粗大的金属线，仿佛由天际而来，向天际而去……这些由发电厂、变电站而来的输电线，将电能输送到乡村、工厂，输送到千家万户。电，每时每刻都在为人类做着巨大的贡献。来自发电厂的电有什么特性？我们怎样才能更好地利用它？这一章我们就来学习于此相关的内容。一、交变电流1.交变电流（AC）:大小和方向随时间做周期性变化的电流、电压或电动势。2.直流电:方向不变的电流（DC）恒定电流:大小和方向都不变的电流问题：观察下列电流-时间图象,哪些是交变电流it0(2)it0(1)it0(3)i0t(4)i0t(5)（1）（2）（5）让一个蹄型磁铁靠近白炽灯，观察灯丝，可以看到什么现象？这是什么原因造成的？现象：灯丝颤动电流在磁场中受到安培力，电流大小、方向的变化造成安培力的大小和方向也在变化，在变化的安培力作用下，灯丝发生了颤动。类型：闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动二：交变电流的产生问题：为什么能产生电流呢？过程分析在线圈转动的过程中只有ab和cd两条边切割磁感线而产生电动势Φ最大E=0I=0过程分析φ=0，E最大，I最大，感应电流方向a到b甲乙丙丁Φ最大，E=0,I=0φ=0，E最大，I最大，感应电流方向b到a回答问题1：线圈在什么位置时电流最小？在什么位置时电流最大？线圈与磁场垂直时电流最小，经过与磁场平行的位置时电流最大线圈经过与磁场垂直的位置时电流方向发生改变，电流方向改变两次。2：线圈在什么位置改变电流？线圈旋转一周电流方向改变几次？中性面：线圈与磁场垂直的位置。1：线圈在中性面时电动势和电流最小（等于零），但磁通量最大；电流在这里改变方向2：线圈在与磁场平行的位置时电动势和电流最大，但磁通量最小（等于零）在中性面时最小，然后逐渐增大到线圈与磁场方向平行时最大，然后逐渐减小到线圈转到下一个中性面时最小；之后电流反方向增到到线圈与磁场平行时的最大，然后又减小到线圈回到中性面时最小。线圈转动一周电流的变化情况是：三：交变电流的变化规律：AB长为L1，BC长为L2，转动的角速度为ω，磁感应强度为B。sin1vnBLeABAB边的线速度：221Lvsin2121LnBLeABsinsin21221nBSLnBLeeeCDAB当线圈abcd经过中性面时开始计时，tAB边产生的感应电动势：tEtnBSemsinsinEm=nBSω是电动势的最大值，叫峰值e=Emsinωt是电动势的瞬时值当负载是纯电阻时，电动势、电流、电压之间的关系符合欧姆定律i=e/R+ru=i*RtIimsintUumsinIm=Em/R+rUm=Im*ReoEmT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωttabcdKLABabcdKLABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB四、交流电的图像按正弦规律变化的交变电流叫做正弦式交变电流，简称正弦式电流正弦交流电：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动而产生的思考：如果从线框平面从与磁感线平行的位置开始计时，那么表达式如何？tEtnBSemcoscos(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五、交变电流的种类六、交流发电机1、组成：①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）②用来产生磁场的磁极2、种类①旋转电枢式发电机②旋转磁极式发电机转动的部分叫转子，不动的部分叫定子２、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轴匀速旋转时，线圈中就产生．１、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正弦交流电方向大小正弦规律周期性变化小结３、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．中性面两次４、线圈从中性面开始转动，角速度是ω，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．若电路总电阻为Ｒ，则感应电流的瞬时值Ｉ为．e=Emsinωti=(Em/R)·sinωt例题、一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311V，其线圈共100匝，线圈在磁场中转动的角速度100πrad/s。（1）写出感应电动势的瞬时值表达式。（2）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路的总电阻为100Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式，在t=1/120s时电流强度的瞬时值为多少？答案（1）e=311Sin100πt（2）i=3.11Sin（100π*1/120）=3.11*1/2=1.55（A）一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随时间的变化规律如图所示，下面说法中正确的是()：A.T1时刻通过线圈的磁通量为零；B.T2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；C.T3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大；D.每当e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大。答案：D作业：34页3、4、5