《交变电流》课件共31张.ppt

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1、5.1 交变电流,永丰中学物理组,第五章 交变电流,转子,定子,第五章 交变电流,【演示1】,观察小灯泡的发光情况,“亮”、“闪”,线框中产生的感应电流强度大小是变化的,第五章 交变电流,【演示2】,二极管的发光情况,通过二极管的电流方向是周期性变化的,线框中的感应电流方向是变化,G,第五章 交变电流,【演示3】,观察电流表的偏转情况,线框中产生的感应电流强度大小、方向是变化的,第五章 交变电流,概念:,1.交变电流:大小和方向都随时间做周期性的变化.简称交流（AC）,2.直流电:方向不随时间变化的电流（DC）,恒定电流:大小和方向不随时间变化的电流,第五章 交变电流,观察下列几个电流与时间的

2、图象,判断哪些是交变电流,（1）（2）（5）,第五章 交变电流,问题1：线圈转动过程中,哪些边在 切割?,思考：这两条边是否一直在切割?,第五章 交变电流,中性面的概念,思考:在这个位置磁通量是多大?,电动势是零,此时线圈所在的 叫做中性面,与磁感线垂直的平面,第五章 交变电流,问题2.整个单匝线框在与中性面垂直位置时产生的感应电动势是多大?,E=Eab+Ecd=BL1v5+BL1v6=BL1L2=Bs,思考:磁通量是多大?,a,d,H,F,中性面,E=Bs是最大感应电动势吗？,第五章 交变电流,问题3.若单匝线框从中性面开始转动,经过一段时间t,在这一时刻整个线框产生的电动势又是多大?,中性

3、面,第五章 交变电流,e=Bssin(t),中性面,瞬时值,第五章 交变电流,瞬时值,峰值,问题4.n匝线框从中性面开始转动,经过时间t,此刻整个线框产生的电动势又是多大?,中性面,第五章 交变电流,问题5：n匝线框在匀强磁场中匀速转动,线框的电阻为r,外阻为R,则电阻的电流和电压分别是多少?,中性面,第五章 交变电流,第五章 交变电流,问题6.前面是用表达式表示交流电的变化规律,怎样用图象表示交流电的变化规律?,第五章 交变电流,作图时规定感应电动势正方向为dcbad,第五章 交变电流,小结:,通过以上分析可知：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，可以得到按正弦规律变化的交变电流,

4、这种交变电流叫做正弦式交变电流,简称正弦式电流.在目前的电力系统中应用的大多是正弦式电流.,第五章 交变电流,思考：若线框从垂直中性面开始计时，在t时刻线圈中的感应电动势？并画出图象。,e=nBscost=Emcost,Em,第五章 交变电流,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。下面说法中正确的（）At1时刻通过线圈的磁通量为零Bt2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大Ct3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D每当e转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大,D,第五章 交变电流,例2 如图所示，匀强磁场的磁感应强度B

5、=2 T，匝数n=6的矩形线圈abcd绕中心轴OO匀速转动，角速度=200 rad/s。已知ab=0.1 m，bc=0.2 m，（1）感应电动势的最大值；（2）设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；,第五章 交变电流,例3.交流发电机工作时的电动势的变化规律为 e=EmSint，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=EmSin2t B.e=2EmSin2t C.e=2EmSin4t D.e=2EmSint,第五章 交变电流,例4、如图，匀强磁场的磁感应强度B=2 T，匝数n=6的矩形线圈abcd绕中心轴OO匀速转动，转速

6、n=50 r/s。已知 ab=0.1 m，bc=0.2 m，线圈的总电阻R=12，试求：（1）线圈中感应电动势和感应电流的最大值；（2）当t=30时，线圈中感应电动势和感应电 流的瞬时值各是多大？,第五章 交变电流,交流发电机简介,第五章 交变电流,第五章 交变电流,（1）发电机的基本组成：用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）用来产生磁场的磁极（2）发电机的基本种类旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）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,第五章 交变电流,1.放置在水平面上彼此平行的导轨与电阻R相连，如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，与导轨平面垂

7、直一根长度为l(等于平行导轨间距)的金属棒电阻为r，放置在导轨上，当金属棒在AA和BB之间做简谐运动时，速度随时间的变化规律是v=v0cost,试求(1)通过电阻R的电流和它两端的电压(2)说明通过R的电流在什么时刻改变方向?在什么时刻变化率最大?,第五章 交变电流,思路分析：本题考查做简谐运动的物体切割磁感线产生的交流电既然是切割磁感线的运动，根据EBlv即可求得感应电动势，要注意v应代入瞬时值求得瞬时感应电动势导体棒速度为零时，瞬时电动势为零，就在此时改变速度方向，也同时改变电流方向,解析:(1)因为导体棒做简谐运动，必定在AA和BB中间的OO速度最大，此时刻便是v=v0cost的计时起点,导体棒产生的感应电动势,第五章 交变电流,通过电阻R的电流,R两端的电压,(2)导体运动方向发生变化，即导体棒在AA、BB位置时电流的方向发生变化，此时刻导体棒的速度为零，瞬时电动势和电流都为零，电流的变化率等最大,第五章 交变电流,小结,本节课主要内容包括1.交流发电机的构造2.中性面的概念3.正弦交流电的产生原理4.正弦交流电的顺势表达式,第四章 电磁感应,第五章 交变电流,谢 谢,