5-1交变电流

§5.1交变电流一、交变电流(AC)1、交变电流(交流):大小和方向都随时间做周期性变化的电流.2、直流电(DC)电流方向不随时间而改变大小可以改变噢！二、交变电流(交流电)的产生单相交流电三相交流电发电机工作原理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.(甲)B⊥S，Φ最大，E=0,I=0没有边切割磁感应线中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面B∥S，φ=0，E最大，I最大，(乙)a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线，感应电流方向b到a(丙)B⊥S，Φ最大，E=0,I=0又见中性面B∥S，φ=0，E最大，I最大，感应电流方向a到b那么整个连续的过程是怎么样的呢？假定从E经过负载流向F的电流为正，反之为负，在坐标上标出线圈达到甲、乙、丙、丁四个位置对应的时刻和电流。0最大0反向最大交流电的图像真的是这样吗？•设正方形线圈的边长为L，在匀强磁场B中绕垂直于磁场的对称轴以角速度匀速转动，如图所示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．1、线圈转动一周，电流方向改变多少次？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？3、线圈转到什么位置时磁通量最小？这时感应电动势是最大还是最小？回答问题：特点：a.磁通量Φ为0b.E最大，磁通量的变化率ΔΦ/Δt最大（1）（甲）（丙）中性面（线圈与磁感线垂直的平面）（2）（乙）（丁）最大值面（线圈垂直中性面）a.磁通量Φ最大b.E＝0，磁通量的变化率ΔΦ/Δt为零c.当线圈转至中性面时，电流方向发生改变d.线圈转动一周电流方向改变两次三．交变电流的变化规律1、以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中的感应电动势（ab和cd边切割磁感线）sineNBStmENBS令则有tEemsine为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值（峰值）•成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时．（1）电动势按正弦规律变化tEemsin（2）电流按正弦规律变化tIimsin（3）电路上的电压按正弦规律变化tUumsin电流通过R时：tIimsin.RIUiRumm，2、交变电流的变化规律e=nBsωsinωt=Emsinωt(从中性面开始计时)e=nBsωcosωt=Emcosωt(从B∥S开始计时)i=(nBsω/R)sinωt=Imsinωt(从中性面开始计时)i=(nBsω/R)cosωt=Imcosωt(从从B∥S开始计时)u=Umsinωt(从中性面开始计时)u=Umcosωt(从从B∥S开始计时)(1)感应电动势:(2)感应电流:(3)外电路电阻两端的电压:四、交变电流的种类(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叫电动势的最大值i=ImsinωtIm=Em/R叫电流的最大值u=UmsinωtUm=ImR叫电压的最大值小结2、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动４、线圈从中性面开始转动，角速度是，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．若线圈电阻为Ｒ，则感应电流的瞬时值Ｉ为．0Eme-Emte=Emsinωti=(Em/R)·sinωt交流发电机发电机的基本组成?发电机的基本种类?交流发电机简介•（1）发电机的基本组成：•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）发电机的基本种类•①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）•②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，不动的部分叫定子总结：1.交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。2.交变电流的变化规律：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。大小变化规律-------按正弦规律变化：e=EmsinωtEm=NBSω叫电动势的最大值i=ImsinωtIm=Em/R叫电流的最大值u=UmsinωtUm=ImR叫电压的最大值1．在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是，属于正弦交变电流的是。tiABCDABDA2一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：D3.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提高一倍，其它条件不变，则电动势的变化规律将变化为：A。e=EmSin2ωtB.e=2EmSin2ωtC.e=2EmSin4ωtD.e=2EmSinωt答案B４、线圈从中性面开始转动，角速度是，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．若线圈电阻为Ｒ，则感应电流的瞬时值Ｉ为．0Eme-Emte=Emsinωti=(Em/R)sinωt5.影响产生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.磁场强弱D.线圈电阻ABC7、手摇发电机转动时，小灯泡为何一闪一闪的呢？分析：（1）灯泡发光需要一定的电压，只有大于该值时，才能使灯泡发光。（2）如图所示，当T1tT2时间内，小灯泡亮了，当T2tT3时间内，小灯泡变暗了，在T3tT4时间内小灯泡又亮了。