交流電及其原理

1、關(guān)于交流電及其原理現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第1頁，共30頁交交變變電電流流的的產(chǎn)產(chǎn)生生現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第2頁，共30頁一、交變電流的定義 強(qiáng)度和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流叫做交變電流。實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一（1）用干電池對小燈泡供電）用干電池對小燈泡供電 （2）用手搖交流發(fā)電機(jī)對小燈泡供電）用手搖交流發(fā)電機(jī)對小燈泡供電 操作：操作：觀察：觀察：亮度不同之處亮度不同之處 實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二操作：操作：在發(fā)電機(jī)輸出端接上電流表在發(fā)電機(jī)輸出端接上電流表 觀察：觀察：電流表指針左右偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象電流表指針左右偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象 總結(jié)：現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第3頁，共30頁二、交變電流的產(chǎn)生原理 實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一用模具介紹發(fā)電機(jī)構(gòu)造用模具介紹發(fā)電機(jī)構(gòu)造 實(shí)

2、驗(yàn)實(shí)驗(yàn)（分階段的演示，對照側(cè)視圖）（分階段的演示，對照側(cè)視圖） 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第4頁，共30頁（1 1）階段一）階段一caB(d)(b)caB(d)(b)caB(d)(b)ab 的方向：的方向：a b cd的方向：的方向：d c總結(jié)：現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第5頁，共30頁（2 2）階段二）階段二caB(b)(d)caB(d)(b)caB(d)(b)ab 的方向：的方向：a b cd的方向：的方向：d c總結(jié)：現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第6頁，共30頁（3 3）階段三）階段三caB(d)(b)caB(d)(b)caB(d)(b)ab 的方向：的方向：b a cd的方向：的方向：c d總結(jié)：現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第7頁，共30頁（4

3、 4）階段四）階段四caB(d)(b)Bca(d)(b)caB(d)(b)ab 的方向：的方向：b a cd的方向：的方向：c d總結(jié)：現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第8頁，共30頁總結(jié)： ab、cd邊在切割磁感線時(shí)，邊在切割磁感線時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向始終保持產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向始終保持一致。一致。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第9頁，共30頁caB(d)(b)caB(d)(b)caB(d)(b)caB(b)(d)caB(d)(b)caB(d)(b)caB(d)(b)caB(d)(b)caB(d)(b)caB(d)(b)Bca(d)(b)caB(d)(b)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第10頁，共30頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第11頁，共30頁中性面中性

4、面： 線圈平面與磁感線垂直位置線圈平面與磁感線垂直位置caB(d)(b)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第12頁，共30頁三、三、交流電流的特點(diǎn)：1。線圈通過中性面瞬間不切割磁感線，感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流為零。2。每當(dāng)線圈經(jīng)過中性面，感應(yīng)電流方向就發(fā)生改變。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第13頁，共30頁中性面設(shè)線圈平面從中性面設(shè)線圈平面從中性面開始轉(zhuǎn)動，磁感應(yīng)強(qiáng)度是開始轉(zhuǎn)動，磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，角速度是角速度是(弧度弧度/秒秒)， 經(jīng)過經(jīng)過時(shí)間時(shí)間t， ab邊的長度是邊的長度是L1 ，ab邊中的感應(yīng)電動勢邊中的感應(yīng)電動勢eab=NB L1 vsint，cd感應(yīng)電動勢跟感應(yīng)電動勢跟ab邊中的大小相同，而且兩邊邊中的大小相同，而且兩邊 a

5、c邊的長度是邊的長度是L2， ab邊的線速度邊的線速度v= L2/2 , Bact(b)(d)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第14頁，共30頁討論： 1線圈平面轉(zhuǎn)到跟磁力線平行時(shí)線圈平面轉(zhuǎn)到跟磁力線平行時(shí) t=/2 eab= NB S =Em2線圈平面轉(zhuǎn)到跟磁力線垂直時(shí)線圈平面轉(zhuǎn)到跟磁力線垂直時(shí) t= eab=0caBt又是串聯(lián)的，所以這一瞬間整個線圈中的又是串聯(lián)的，所以這一瞬間整個線圈中的e=2NB L1 vsint= 2NB L1 L2/2 sint= NB S sint感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第15頁，共30頁四、交流電的變化規(guī)律 1線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值 e= NB S

6、 sint=Emsint （Em叫做感應(yīng)電動勢的最大值或峰值）叫做感應(yīng)電動勢的最大值或峰值） 2設(shè)整個閉合電路的電阻為設(shè)整個閉合電路的電阻為R，電流的瞬時(shí)值電流的瞬時(shí)值i=e/R=Imsint(Im叫做感應(yīng)電流的最大值或峰值叫做感應(yīng)電流的最大值或峰值) 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第16頁，共30頁3設(shè)外電路的電阻為設(shè)外電路的電阻為R/， 電壓的瞬時(shí)值電壓的瞬時(shí)值u=i R/=Umsint （Um叫做電壓的最大值或峰值）叫做電壓的最大值或峰值） 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第17頁，共30頁五、交流發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)電樞式旋轉(zhuǎn)電樞式旋轉(zhuǎn)磁極式旋轉(zhuǎn)磁極式構(gòu)造構(gòu)造優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)動力來源動力來源現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第18頁，共30頁1.1.關(guān)于線圈

7、在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的交變電流關(guān)于線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的交變電流, , 以下說法中正確的是以下說法中正確的是: :A A、線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流方向線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流方向 就改變一次，感應(yīng)電動勢方向不變就改變一次，感應(yīng)電動勢方向不變 B B、線圈每轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流方向就改變一次線圈每轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流方向就改變一次C C、線圈平面經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電動勢和感線圈平面經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電動勢和感 應(yīng)電流的方向都要改變一次應(yīng)電流的方向都要改變一次D D、線圈轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流方向線圈轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流方向 都要改變一次都要改變一次C現(xiàn)在

8、學(xué)習(xí)的是第19頁，共30頁2、如圖、如圖100匝矩形線圈，匝矩形線圈，ab=cd=0.2m, ad=bc=0.1m,磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T,轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速=5rad/S, 則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值為則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值為 V,從中性面開始轉(zhuǎn)動的交流電動勢瞬時(shí)值為：從中性面開始轉(zhuǎn)動的交流電動勢瞬時(shí)值為： e= V。1010sin5t 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第20頁，共30頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第21頁，共30頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第22頁，共30頁一一. .交變電流的產(chǎn)生交變電流的產(chǎn)生1.交變電流交變電流：大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流。3.中性面中性面：線框平面與磁感線垂直位置。（2）線圈每經(jīng)過中

9、性面一次，感應(yīng)電流的方向就改變一次，線圈轉(zhuǎn)一周，感應(yīng)電流的方向就改變兩次。（1）線圈位于中性面時(shí)，各邊都不切割磁感線，線圈中沒有感應(yīng)電流。2.交變電流的產(chǎn)生交變電流的產(chǎn)生：由交流發(fā)電機(jī)的線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速 旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生交變電流，每當(dāng)線圈平面處于與磁感線垂直的位置 時(shí)，電流的方向發(fā)生改變。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第23頁，共30頁二二.交變電流的圖象和變化規(guī)律交變電流的圖象和變化規(guī)律1.在勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動線圈里 產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是按正弦規(guī)律變化的。2.若從中性面開始計(jì)時(shí)，e=EmSint，其中Em=NBS 是電動勢的最大值，與線圈的形狀、轉(zhuǎn)軸的位置無關(guān)， e為瞬時(shí)值。3.若將線圈與外電

10、阻組成閉合電路， 則電路中的電流：mImeEiSin tSin tRrRrR兩端的電壓：mmRRueE Sin tu Sin tR rR r現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第24頁，共30頁1在如圖所示的幾種電流隨時(shí)間變化的圖線中，屬于交變電流 的是 ，屬于正弦交變電流的是 。tiABCDA B DA現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第25頁，共30頁2 一矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn) 動，線圈中的感應(yīng)電動勢隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示，下面說法中正確的是：t1時(shí)刻通過線圈的磁通量為零；t2時(shí)刻通過線圈的磁通量的絕對值最大；t3時(shí)刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大；每當(dāng)e變換方向時(shí)，通過線圈的磁通量的絕對值都為最大

11、。 答案： D現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第26頁，共30頁3. 交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)的電動勢的變化規(guī)律為 e=EmSint，如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n提高一倍，其它條件不變，則電動 勢的變化規(guī)律將變化為：A。e=EmSin2t B. e=2EmSin2t C. e=2EmSin4t D. e=2EmSint 答案B現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第27頁，共30頁 一臺發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的感應(yīng)電動勢的最大值為311V，線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的角速度是100rad/s。 （1）寫出感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式。 （2）若該發(fā)電機(jī)只與含電阻的負(fù)載組成閉合電路，電路的 總電阻為100，試寫出通過負(fù)載的電流強(qiáng)度的瞬時(shí)表 達(dá)式、在t=1/120s時(shí)電流強(qiáng)度的瞬時(shí)值為多少？（3）線圈從中性面轉(zhuǎn)過180度的過程中，電動勢的最大值、 平均值分別是多少？（4）轉(zhuǎn)動過程中磁通量的變化率最大值是多少？答案答案（1）e=311Sin100t （2）I=311Sin（100*1/120）=311*1/2=1.55（A）