1 交变电流

第二章交变电流i０ti０t（1）直流电流（DC）:方向不随时间变化的电流.（２）交变电流（AC）：大小和方向都随时间做周期性变化的电流，简称交流电。1.电流分类恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流叫做恒定电流，恒定电流属于直流电。一、交变电流(１)．正弦式电流(２)．锯齿形电流(３)．矩形脉冲电流(４)．脉冲电流2.几种常见的交变电流二、认识交流发电机（将机械能转化为电能）1.发电机的基本构造：电枢------产生感应电动势的线圈磁极------产生磁场2.分类：旋转电枢式发电机：定子------磁极转子------电枢旋转磁极式发电机：定子------电枢转子------磁极三、交变电流的产生矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动。问题1:当ABCD线圈在磁场中绕OO′轴转动时，哪些边切割磁感线?ABCD将立体图转化为侧视图来分析ABCDv问题2:判断线圈处在甲乙丙丁四个位置时是否产生感应电流？若有，标出电流方向；若无，说明原因。I=0I方向：adcbaI=0I方向：abcda问题3:线圈转动一周，电流在哪个位置发生变化？中性面:线圈平面与磁感线垂直的位置②线圈通过中性面瞬间不切割磁感线，感应电动势、感应电流为零。①每当线圈经过中性面一次，感应电流方向就改变一次。③中性面位置磁通量最大，磁通量的变化率等于０。ABCD中性面的垂面：（图乙、丁）①线圈通过中性面的垂面瞬间切割磁感线速度最大，感应电动势、感应电流最大。②中性面垂面位置磁通量为0，磁通量的变化率最大。四.交变电流的变化规律在匀强磁场B中，矩形线圈AB边长为L1，BC边长为L2，逆时针绕垂直于磁场的轴匀速转动，角速度为ω，从中性面开始计时，经时间t，线圈中的感应电动势是多少？ABCD问题：①线圈与中性面的夹角是多少？②ab边切割的有效速度是多少？③ab边的速度用ω如何表示？④ab边产生的感应电动势多大？⑤线圈中感应电动势多大？若线圈的匝数为N匝呢？ABCDL1L2θvv1v2θ1、电动势的瞬时值tEemsin2、电流的瞬时值tIimsin3、电路上的电压的瞬时值tUumsin电流通过R时：tIimsin.RIUiRumm，交变电流的变化规律注意成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时Em=NBSω叫电动势的峰值0etEm-Emit0Im-ImΦt0t1t2t3t4Φm-ΦmtEemsintIimsin思考：磁通量变化规律？ut0Im-ImtUumsin小结1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。3、交变电流的变化规律：（1）方向变化规律-------线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次；线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。（2）大小变化规律-------按正弦规律变化e=EmsinωtEm=NBSω叫电动势的峰值i=ImsinωtIm=Em/R叫电流的峰值u=UmsinωtUm=ImR叫电压的峰值2、产生：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动例1、交流发电机在t时刻产生的电动势为e=Emsinωt，下列措施中一定能使其增大为原来的两倍的方法有（）A、只使匝数n增大两倍B、只使磁感应强度B增大两倍C、只使线圈面积S增大两倍D、只使时间t增大两倍E、只使角速度ω增大两倍ABC讲练结合例2.矩形线圈在匀强磁场中绕平面内的中心轴匀速转动。已知线圈共有N＝100匝，边长分别为20cm、10cm，磁感应强度B=0.01T，线圈的转速n=50r/s，求：（1）电动势的最大值及对应的线圈位置。（2）电动势瞬时值表达式。（3）当线圈与中性面夹角为300时，线圈中产生的感应电动势的瞬时值。ω1、关于交变电流的说法中正确的是（）A、只有大小和方向都随时间按正弦规律变化的电流才叫交变电流B、大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流C、大小和方向都随时间变化的电流叫做交变电流D、只有大小随时间做周期性变化的电流叫做交变电流B2、关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是（）A、线圈平面每经过中性面，感应电流的方向就改变一次，感应电动势不变B、线圈每转动一周，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次C、线圈平面每经过中性面，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次D、线圈每转动一周，感应电动势和感应电流的方向都要改变两次CD3、交流发电机的线圈转至线圈平面与中性面重合时，下列说法中正确的是（）A、磁场方向和线圈平面平行B、电流将改变方向C、线圈产生的感应电动势最大D、线圈的磁通量最大BD4、影响产生交变感应电动势大小的因素可能是（）A、线圈的面积B、线圈的转速C、磁场的磁感应强度D、线圈的电阻ABC5．交流发电机在工作时的电动势为e=E0sinωtV，若将其电枢的转速提高1倍，同时将电枢所围成面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为（）（A）e=E0sinωt/2V（B）e=2E0sinωt/2V（C）e=E0sin2ωtV（D）e=E0/2sin2ωtVC6.一矩形线圈，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E随时间t的变化如上图所示，则下列说法中正确的是（）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.每当电动势E变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大D