5-1交变电流(上课用).ppt

5.1《交变电流》 交变电流的变化规律 问题1 问题2 问题3 问题4 交变电流的有效值 * 直流电(DC) 电流方向不随时间而改变 交变电流(AC) 方向随时间做周期性变化的电流 交流发电机模型的原理简图 二、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 二、交变电流的产生 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 B⊥S Φ最大 E=0 I=0 中性面 二、交变电流的产生 线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面 线圈经过中性面时， Φ最大，但线圈中的电动势为零 二、交变电流的产生 B∥S Φ=0 E最大 I最大 感应电流方向a到b 线圈与磁场平行时， Φ最小，但线圈中的电动势最大 B⊥S Φ最大 E=0 I=0 中性面 B∥S Φ=0 E最大 I最大 感应电流方向b到a 二、交变电流的产生 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，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O． 1、线圈转动一周，多少次经过中性面? 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? 思考与讨论 . a(b) c(d) O 从中性面开始计时： v、B夹角为?=?t v= ? l2/2 v2=vsin ?=v sin ?t eab=ecd=nBl1vsin? =nBl1l2?sin?/2 e=2eab=nBl1l2?sin? e=nBS? sin?t （从b开始时：e=nBS? cos?t ） 中性面 (磁通量最大，电动势为 0) v v1 v2 ?t ? r R a b c d 电流方向改变 电动势的瞬时值(从中性面开始计时) e= Emax sin ?t Emax =nB?S 对实际电路，由闭合电路的欧姆定律可计算i、u的瞬时值和最大值. 如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中匀速转动，在线圈中都会产生感应电流吗? O ˊ b B a d c O O ˊ b B a d c O 产生感应电流的条件是磁通量发生变化. 闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动,在线圈中就会产生正弦交流电. 如图几种情况中，线圈的匝数、面积和角速度相同，感应电动势是否相同？ 从Em= nBSω可以看出，最大值Em与转轴的位置和线圈的形状无关. 感应电动势都相同. 通过闭合线圈平面的?-t图象如图所示,下列说法正确的有 A.t1时刻线圈中感应电动势最大 B.t2时刻线圈中感应电动势最大 C.t3时刻线圈平面与中性面重合 D.t1、t3时刻线圈中感应电流方向相反 【AD】 ? 1.将图象与发电机模型对应起来看. 2.从电磁感应定律E= n??/?t可知，?-t图的切线的斜率表示e的大小. 如图所示，制成弧形的两磁极间放置一个圆柱形铁心，产生一磁感线为放射性的磁场，该磁场方向都垂直于铁心表面，而以转轴为圆心的同一圆周上磁感应强度的大小相等.线圈匀速转动产生什么形式的交流电? N S x v v e 2Blv t 0 T/2 T 3T/2 2T -2Blv 1.根据电流的热效应(Q=I2Rt)定义：让交流电和直流电通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值. 2.只对于正弦交变电流（对其它波形的交变电流一般不成立） 例1:下图表示一交流电的电流随时间而变化的图象。此交流电流的有效值是 A．5A B. 5/ A C．3.5A D. 3.5/ A 【B】 注：一般取一个周期计算. 例2：有一种整流电路可以将正弦交流电变成如图所示的脉动直流电（每半个周期都按正弦规律变化）.则该脉动直流电电流的有效值为 【C】 对于直流电也存在有效值问题 例3:电阻R1、R2与交流电源按照图1方式连接，R1=10Ω，R2 =20Ω.合上开关S后，通过电阻R1的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图2所示.则 A.通过R1的电流有效值是1.2A B.R1两端的电压有效值是3 V C.通过R2的电流最大值是1.2 A D.R2两端的电压最大值是6 V 【B】 S 交流电源 R 1 R 2 图 1 S 交流电源 R 1 R 2 图 1 S 交流电源 R 1 R 2 图 1 i /A t / × 10 - 2 s O 图 2 1 2 3 i