交变电流 传感器.pdf

黑卡募*变变电流传感器

第1节交变电流的产生及描述

着眼“四层”/塞

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一、交变电流、交变电流的图像

1.交变电流

大小和方囱都随时做周期性变化的电流。

2.正弦式交变电流的产生和图像

⑴产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直主磁场方向的轴匀速转动。[注1]

(2)图像：线圈从中性面位置开始计时，如图甲、乙、丙、丁所示。

二、正弦式交变电流的函数表达式、峰值和有效值

1.周期和频率

⑴周期(为：交变电流完成一次周期性变化(线图转一周)所需的时，单位是秒⑸，公

⑵频率⑺：交变电流在1s内完成周期性变化的次数。单位是赫兹(Hz)。

⑶周期和频率的关系：丁二%

2.交变电流的瞬时值、峰值和有效值

(1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时的函数。[注3]

⑵峰值：交变电流的电流或电压所能达到的最大值。

注意：线圈平面平行于磁场方向时电动势最大：

⑶有效值：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在一个周期内产生的热量

相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。E串,U串,I气。［注4］

【注解释疑】

［注1］①匀强磁场、②线圈转轴和磁场垂直、③匀速转动三个条件同时具备才产生正弦

式交变电流。

［注2］在磁场中与〃垂直的位置为中性面，0最大，/宓=0,线圈转一周两次经过中性

面，电流方向改变两次。

［注3］①线图从中性面开始转动：e=£mSin3/。，②线图从平行于磁场方向开始转动：

e=Ecoscot

mo

［注4］只有正(余)弦式交变电流的有效值和峰值之是E=V(Em,\r(2))的关系，非正

弦式交变电流一般不满足此关系。

【基础自测】

一、判断题

(1)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，一定会产生正弦式交变电流。(X)

(2)线圈在磁场中转动的过程中穿过线圈的磁通量最大时，产生的感应电动势也最大。

(X)

(3)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动经过中性面时，线圈中的感应电动势为零，电流方

向发生改变。(J)

(4)交流电气设备上所标的电压和电流值是交变电流的有效值。(J)

(5)交流电压表和电流表测量的是交流电的峰值。(X)

(6)交流电路中电压表、电流表的示数都是有效值。(V)

二、选择题

L［人数版选修3-2P34T5改编］如图所示，单匝矩形线圈在匀强磁

场中匀速转动，设磁感应强度为0.01T,线圈边长8为20cm,宽O

为10cm,转速n为50r/s,则线圈转动时感应电动势的最大值为()

.IxlO-2VB.3.14x10-2VOE

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C.2x10-2vD.6.28x102v

解析：选D感应电动势最大值£m=BS=3S2・n〃=6.28X10-2v。

24人数版选修3-2PH改编］如图所示，KLMN是一个竖直的矩形

导线框，全部处于磁感应强度为5的水平方向的匀强磁场中，线框面积为

S,MN边水平，线框绕某竖直固定轴以角速度。匀速转动。在MN边与

磁场方向的夹角达到30。的时刻（图示位置），