《交变电流》参考课件.ppt

5.1 交变电流 一、交变电流的定义 实验一 （1）用干电池对小灯泡供电 （1 ） 用手摇式发电机对小灯泡供电 实验二 ( 2 ) 在手摇式发电机输出端接上电流表 方向不随时间变化的电流直流电（DC), 大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流(AC) 。 二、交变电流的产生原理 1、多媒体演示矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的整个过程 1 . 介绍装置的结构。 2 .为什么能产生电流？ 3.为什么电流方向改变？ 2、过程分析 思考：在线圈转动的过程中，那些边会产生感应电动势？ ab边 cd边 方法：怎样将立体图转化为侧视图？ 将立体图转化为侧视图 （1）在线圈由甲转到乙的过程中，ab中电流方向？ cd中电流方向? 线圈中电流方向？ a到b,c到d，abcd 过程 线圈中的电流方向 甲→乙 乙→丙 丙→丁 丁→戊 abcd abcd dcba dcba （2）：电流方向什么位置发生改变？ 当线圈和磁场方向垂直时，电流方向改变。此位置对应的平面称为：中性面。 （3）线圈转到什么位置，电流最小（没有电流）？ 线圈转到什么位置，电流最大？ 线圈经过中性面时，电流为0。线圈平行磁场时，电流最大。 以线圈经过中性面开始计时，切割边长为L1，另一边长为L2,线圈匝数为N，转动的角速度为ω推导任意时刻t线圈中的感应电动势e ∴ 令 则有 e为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值（峰值）NBSω =NBSω 3、公式推导 1、电动势按正弦规律变化 2、电流按正弦规律变化 3、电压按正弦规律变化 成立条件： 转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时 小结： 思考：转轴垂直匀强磁场，从线圈平行于磁场时开始计时，电动势变化表达式？ 1.交流发电机工作时的电动势的变化规律为e=Emsinωt ，如果线圈的角速度ω提高1倍，其它条件不变，则电动势的变化规律将变化为（ ） A、e=Emsinωt B、e=2Emsinωt C、e=2Emsin2ωt D、e=2Emsin4ωt C 巩固练习： 三、交变电流的图象 e=Emsinωt ? i=Imsinωt e i ωt ωt Em ? Im t t T 3T/4 T/2 T/4 π/2 3π/4 π π/4 (1)正弦交流电 (2)示波器中的锯齿形扫描电压 (3)电子计算机中的矩形脉冲 (4)激光通信中的尖脉冲 四、交变电流的种类 2、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： T1时刻通过线圈的磁通量为零； T2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大； T3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大； 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 巩固练习： 3.P书本34页第五题 4.一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100πrad/s。 （1）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？ （2）线圈从中性面转过180度的过程中,平均值是多少？ 答案 （1）I=3.11Sin（100π×1/120）=3.11×1/2=1.555（A） （2）E=NΔφ/Δt=2NBSω/π≈198V