交变电流的产生及变化规律

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1、磁电电磁感应你能不能运用电磁感应的知识设计一个发电机的模型？第五章交变电流直流电(DC)——方向不随时间变化的电流电池供给的电流,大小和方向都不随时间变化,所以属于直流.交变电流(AC)——大小和方向都随时间做周期性变化的电流家庭电路中的电流,电流的分类§5.1交变电流第五章交变电流一、交变电流的产生1.线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动就产生了交流电思考：线圈在匀强磁场中转动，线圈里的感应电流为什么是交变电流呢？探究实验2.观察电流方向：线圈转动到什么位置时电流改变方向？线圈转动一周电流方向改变几次？1.观察电流大小：

2、线圈在什么位置电流最大，在什么位置电流最小？这时磁通量是最大还是最小？一、交变电流的产生1.线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动就产生了交流电2.中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置。垂直中性面时:Ф=0，ΔФ/Δt最大，E最大1)经中性面时:Ф最大，ΔФ/Δt=0,E=02)线圈每通过中性面一次，电流的方向改变一次。转动一周，电流的方向改变两次。二、交变电流变化的规律用示波器观察灯泡两端电压的图象【演示实验】1、按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流。设矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动。ab

3、、cd长度为L1，ad、bc长度为L2。1.线圈转到甲乙两图所示位置时感应电动势多大?2.线圈转到任意位置时感应电动势满足什么关系?思考与讨论φ二、交变电流变化的规律1.按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流。2.瞬时值表达式：1）电动势：e=Emsinωt2）电流：i=Imsinωt3）电压：u=Umsinωt（Em=NBSω）（Im=）（Um=Im·R）（中性面开始计时）3.图像：二、交变电流变化的规律3.图像：二、交变电流变化的规律4.几种交变电流：３、当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，

4、这样的位置叫做．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，因此线圈转动一周，感应电流方向改变．２、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会产生．１、交变电流：和都随时间做的电流叫做交变电流．电压和电流随时间按变化的交流电叫正弦交流电大小方向正弦规律感应电流中性面两次周期性变化课堂练习4.线圈从中性面开始转动，角速度是ω，线圈中的感应电动势的峰值是Em，那么在任一时刻t感应电动势的瞬时值为．若线圈电阻为Ｒ，则感应电流的瞬时值Ｉ为．0Eme-Emte=Emsinωti=(Em/R)·

5、sinωt课堂练习5.一线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定轴转动,线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示,下面说法中正确的是（）A.t1时刻通过线圈的磁通量为零B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C.t3时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大D.每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值最小et0t1t2t3t4Em-EmC课堂练习一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为Em=400V，线圈匀速转动的角速度为ω=314rad/s。①试写出电动势瞬时值的表达式。②如果这个发电机的外电路只有电阻元件，发电机内线

6、圈电阻为200Ω，外电路电阻为1800Ω电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表达式。③路端电压的峰值是多少？写出路端电压的瞬时值的表达式。课堂练习电枢NS磁极电枢三、交流发电机（阅读课本内容）三、交流发电机1.基本组成：（阅读课本内容）2.基本种类：①电枢②磁极①旋转电枢式发电机②旋转磁极式发电机交流发电机第五章交变电流§5.2描述交变电流的物理量复习回顾(一)交变电流：大小和方向随时间作周期性变化的电流叫交变电流;简称交流电。其中按正弦规律变化的交流电叫正弦式交流电。（二）正弦式交流电的产生及变化规律a.匀强磁场,b.

7、绕垂直于磁场方向的轴,c.匀速转动.跟磁感线垂直的平面叫做中性面。1、产生条件：2、中性面：a.磁通量最大，b.磁通量变化率为零，无感应电动势c.每经中性面电流方向改变一次，一周改变两次。复习回顾3、正弦交流电的变化规律：（1）公式法：从中性面开始计时瞬时电动势e=EmsinωtEm=NBSω瞬时电流i=Imsinωt瞬时电压u=Umsinωt（2）图象法：如图所示Im=（Um=Im·R）一、周期和频率1.周期:完成一个周期性变化所用的时间。符号:T单位:秒2.频率:交流在1s内完成周期性变化的次数。符号:f单位:赫兹(Hz)

8、3.关系：T·f=14.意义：表示交变电流变化的快慢我国生产和生活所用交流电的周期T=_____s，频率f=___Hz，角速度ω=_____rad/s，在1s内电流的方向变化____次。0.0250100π100生活常识：二、最大值和有效值1.最大值：（峰值）——交变电流在一