交流电的形成与四个值

第五章交流电的产生和规律直流(DC)：电流方向不随时间变化电流的分类交变电流AC:大小和方向随时间周期性变化的电流？试判断如下电流是交流还是直流？？交流能转变为直流吗？交流发电机简介一、交电流的产生交流发电机模型的原理简图磁极电枢二、交流电的变化规律线圈运动状态：逆时针匀速转动角速度：w线速度：V初始位置：中性面任一时间t线圈平面转过角度：wt中性面最大=BSV//BE=0/t=0按下图所示进行实验演示NS交流电动机的基本结构磁极电枢交变电流的产生线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动NSSNNSVVNSVV中性面交变电流的产生线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动交变电流的产生线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动交变电流的产生线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动交变电流的产生线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动NSSNeto+NSSNteo+NSSNeto+NSSNteo+SSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+SSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+最大值e=BLVsinwtEmteo+峰值对峰值（或最大值）的理解Em：表示电动势可能达到的最大值，叫做电动势的峰值（peakvalue）Um：表示电压的峰值（peakvalue）Im：表示电流的峰值探究——猜想影响电动势峰值的可能因素有哪些？请证明你的猜想。NSSNeto+探究——根据变化图线，猜想电动势随时间的变化规律？能证明你的猜想吗?NSL1L2线圈运动状态：逆时针匀速转动角速度：w线速度：V初始位置：中性面任一时间t线圈平面转过角度：wt中性面V//B最大/t=0NSSNNSVVNSVVL1L2L1NSSNV2VV1wtwtE=BLV(互相垂直)V1=Vsinωte=BLVsinwtL1公式e=Emsinwti=Imsinwt图形交变电流是按正弦规律变化的，叫做正弦式电流。e(i)to+(线圈处于中性面位置时开始计时)（1）电动势按正弦规律变化tEemwsin（2）电流按正弦规律变化tIimwsin（3）电路上的电压按正弦规律变化tUumwsin电流通过R时：tIimwsin.RIUiRumm，三．交变电流的变化规律三交流电的描述周期:完成一个周期性变化所用的时间。符号:T单位:秒频率:交流在1s内完成的周期数。符号:f单位:赫兹(Hz)T=1/ff=1/T市电:f=50HZT=0.02STe(i)to+变化状态完全相同的两点间的时间(t)为一个周期(T)四、交流电的有效值交流电的有效值（根据电流的热效应规定）使交流和直流分别通过相同阻值的电阻，并且在相同时间里产生的热量相等，这个直流的电压、电流值，就是交流的电压.电流的有效值.正弦有效值与最大值的关系E=Em/20.707EmU=Um/20.707UmI=Im/20.707Im≈≈≈E：电动势Ｉ：电流Ｕ：电势关于有效值的讨论1、通常所说照明电路的电压是220v，指的是交流的有效值。2、各种使用交流的电器设备的铭牌上所标的额定电流和额定电压的数值都是它的有效值。3、交流电压表和电流表所测的数值也是有效值。4、如果没有特别说明，一般说到交流的电动势、电压、电流时，指的都是有效值。一、线圈在磁场中周期性作切割磁力线运动，产生交变电流。线圈每经过一次中性面，感生电流的方向就改变一次，线圈每转动一周，感应电流的方向改变两次。小结图形:二、交变电流可以用公式和图示来描述公式：e=Emsinwti=Imsinwt三、交流的描述周期:完成一个周期性变化所用的时间。符号:T单位秒频率:交流在1s内完成周期性变化的次数。符号:f单位赫兹(Hz)T=1/ff=1/T四、正弦交流的有效值E=Em/20.707EmU=Um/20.707UmI=Im/20.707Im≈≈≈下图画出了6种电流随时间变化的图象，这6个图中的电流i都随时间做周期性变化，其中属于交变电流的是_____，属于正弦式电流的是____。1.在匀强磁场中，匀速转动线圈产生感应电动势及感应电流是按正弦规律变化的.瞬时表达式：e=Bl1l2ωsinωt=BSωsinωtN匝线圈时，相当于N个完全相同的电源来个串联，e=NBSωsinωt.其中最大值Em=NBSω线框和用电器构成回路i==sinωt最大值Im=rRerRNBSwrRNBSw2.使线圈转动，如转ωt=60°、150°、210°、300°时，请学生分别计算感应电动势的大小和方向？3．某一交变电流如图示(1)该图表示线框在何处开始计时？(2)线框在哪些时刻处于中性面？(3)ωtM·ωtN时线框分别处于与中性面夹角多大处？(4)对照实物或侧视图分析tM、tN时刻电流方向？(5)说出e＝εmsinωt既表示电动势大小，又表示方向理由？例1.一矩形线圈，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例2.一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，线圈在磁场中转动的角速度是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，电路中的总电阻为100Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式.在t=0.01s时电流强度的瞬时值为多少？例3.一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生交流电压为u=220sin100πtV，则A.它的频率是50HzB.当t=0时，线圈平面与中性面重合C.电压的平均值是220VD.当t=1/200s时，电压达到最大值例4.交流发电机工作时的电动势的变化规律为e=Emsinωt，如果转子的转速n提高1倍，其他条件不变，则电动势的变化规律将变化为A.e=Emsin2ωtB.e=2Emsin2ωtC.e=2Emsin4D.e=2Emsinωt例6在匀强磁场中的矩形线圈从中性面开始匀速转动，穿过线圈平面的磁通量与时间t的图像是[]例7矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动，框内感应电动势达最大值时，则[]A．线框中穿过的磁通量最大．B．线框中穿过的磁通量为零．C．线框中磁通量变化率最大．D．线框中磁通量变化率为零．例8一线圈中产生的正弦式交流电按i=10sin314tA变化，求出当线圈从中性面起转过30°、60°、90°、120°所需时间及对应的电流值．