16.5電磁感應 發(fā)電機ppt課件

1、116.5 電磁感應 發(fā)電機2一、磁生電的探索一、磁生電的探索 奧斯特發(fā)現了電生磁之后，科學家奧斯特發(fā)現了電生磁之后，科學家進一步發(fā)現磁對電的作用，并且發(fā)明了進一步發(fā)現磁對電的作用，并且發(fā)明了能夠把電能轉換為機械能的電動機。人能夠把電能轉換為機械能的電動機。人們受到了反思：電與磁是否可以相互轉們受到了反思：電與磁是否可以相互轉換呢？既然電能產生磁，那么，反過來換呢？既然電能產生磁，那么，反過來磁能不能產生電流呢？機械能是不是也磁能不能產生電流呢？機械能是不是也能轉換為電能呢？能轉換為電能呢？3 安培在日內瓦做了這樣一個實驗：在一安培在日內瓦做了這樣一個實驗：在一個水平放置的多匝線圈里，懸一圓周

2、略小于個水平放置的多匝線圈里，懸一圓周略小于線圈的銅圓環(huán)，銅圓環(huán)與線圈同圓心，在線線圈的銅圓環(huán)，銅圓環(huán)與線圈同圓心，在線圈附近有一馬蹄形強磁體，當線圈接通電源圈附近有一馬蹄形強磁體，當線圈接通電源時，觀察到銅環(huán)發(fā)現生偏轉。安培實際上在時，觀察到銅環(huán)發(fā)現生偏轉。安培實際上在無意中發(fā)現了磁生電的現象，由磁感應引起無意中發(fā)現了磁生電的現象，由磁感應引起的吸引和排斥，銅環(huán)的偏轉是明顯的。具有的吸引和排斥，銅環(huán)的偏轉是明顯的。具有敏銳洞察力的安培在記錄實驗時寫道：敏銳洞察力的安培在記錄實驗時寫道：“如如不承認在銅環(huán)中存在少量鐵的話，這個實驗不承認在銅環(huán)中存在少量鐵的話，這個實驗無疑證明磁能感應產生電流。

3、無疑證明磁能感應產生電流。”令人費解的令人費解的是，安培在記述里作了輕率的結論：是，安培在記述里作了輕率的結論：“磁能磁能感應產生電流這一事實，盡管本身很有趣，感應產生電流這一事實，盡管本身很有趣，但它與電動力作用的總體理論無關。但它與電動力作用的總體理論無關?！边@一這一實驗在當時未予公布。實驗在當時未予公布。一、磁生電的探索一、磁生電的探索4 1825年，科拉頓將一個磁鐵插入連有靈敏檢流計的螺線年，科拉頓將一個磁鐵插入連有靈敏檢流計的螺線管，來觀察在線圈中是否有電流產生。實驗中為了排除磁鐵移管，來觀察在線圈中是否有電流產生。實驗中為了排除磁鐵移動對靈敏檢流計的影響，他通過很長的導線把靈敏檢流

4、計放到動對靈敏檢流計的影響，他通過很長的導線把靈敏檢流計放到另一房間里，他想，反正產生的電流應該是另一房間里，他想，反正產生的電流應該是“穩(wěn)定穩(wěn)定”的（當時的（當時權威認為磁場產生的電應該是權威認為磁場產生的電應該是“穩(wěn)定穩(wěn)定”的），插入磁鐵后，如的），插入磁鐵后，如果有電流，跑到另一間房里觀察也來得及，就這樣開始了實驗。果有電流，跑到另一間房里觀察也來得及，就這樣開始了實驗。然而，無論他跑得多快，他看到的檢流計指針沒有擺動。科拉然而，無論他跑得多快，他看到的檢流計指針沒有擺動?？评D就在一次一次的跑動中失敗了。頓就在一次一次的跑動中失敗了。一、磁生電的探索一、磁生電的探索518301830年

5、美國人亨利把一條中間纏繞著線圈年美國人亨利把一條中間纏繞著線圈 的鐵棒，吸附在一馬蹄形電磁鐵的兩的鐵棒，吸附在一馬蹄形電磁鐵的兩 極上，線圈的引線接上一檢流計。當極上，線圈的引線接上一檢流計。當 打開或關上馬蹄形電磁鐵的開關瞬間，打開或關上馬蹄形電磁鐵的開關瞬間， 檢流計的指針產生偏轉。當時亨利并檢流計的指針產生偏轉。當時亨利并 未立刻把他的發(fā)現寫成論文發(fā)表。未立刻把他的發(fā)現寫成論文發(fā)表。18271827年開始研究電磁現象。年開始研究電磁現象。18281828年他組裝成第一個強電磁鐵。年他組裝成第一個強電磁鐵。18311831年發(fā)明超強電磁鐵起重量可高達年發(fā)明超強電磁鐵起重量可高達1 1噸。噸

6、。18311831年發(fā)明模型電報機。年發(fā)明模型電報機。18311831年制成電動機。年制成電動機。18321832年研究并發(fā)現了自感現象。年研究并發(fā)現了自感現象。18351835年發(fā)明電磁繼電器。年發(fā)明電磁繼電器。18421842年確立了電容器放電的振蕩性質。年確立了電容器放電的振蕩性質。一、磁生電的探索一、磁生電的探索618311831年年9 9月月2323日，法拉第將繞有線圈的鐵棒放在兩個條型磁鐵日，法拉第將繞有線圈的鐵棒放在兩個條型磁鐵棒的兩極之間，線圈兩端連接檢流計，如下圖所示。當兩鐵棒的兩極之間，線圈兩端連接檢流計，如下圖所示。當兩鐵棒的另一端在張合的瞬間，檢流計也顯示有短暫電流通過

7、。棒的另一端在張合的瞬間，檢流計也顯示有短暫電流通過。 （感應電流）（感應電流）一、磁生電的探索一、磁生電的探索7探究感應電流的產生條件與特點探究感應電流的產生條件與特點1.1.閉合導線在磁場中沿某些方向運動時產生電流。閉合導線在磁場中沿某些方向運動時產生電流。2.2.感應電流方向與運動方向、磁場的方向有關。感應電流方向與運動方向、磁場的方向有關。3.3.感應電流的大小會與哪些因素有關呢？感應電流的大小會與哪些因素有關呢？二、電磁感應現象二、電磁感應現象1.1.閉合導線在磁場中怎樣運動才能產生電流呢？閉合導線在磁場中怎樣運動才能產生電流呢？2.2.感應電流方向與運動、磁場方向有什么關系呢？感應

8、電流方向與運動、磁場方向有什么關系呢？4.4.電磁感應中是否存在能量的轉換？電磁感應中是否存在能量的轉換？8二、電磁感應現象二、電磁感應現象觀看視頻，思考這個實驗說明了什么？觀看視頻，思考這個實驗說明了什么？【活動活動】9二、電磁感應現象二、電磁感應現象【條件條件】10二、電磁感應現象二、電磁感應現象【條件條件】11閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中就會產生電流。線運動時，導體中就會產生電流?！伴]合電路閉合電路”是指電路不能是指電路不能斷開的，即組成電路的各個元斷開的，即組成電路的各個元件連接成一個電流的通路。如件連接成一個電流的通路。

9、如果電路不閉合，就不能形成電果電路不閉合，就不能形成電荷定向移動的通路，電路中就荷定向移動的通路，電路中就沒有電流。沒有電流。“一部分導體一部分導體”不是整個電路，在閉合電路中相當于電源。不是整個電路，在閉合電路中相當于電源?！白銮懈畲鸥芯€運動做切割磁感線運動” ” 就是把磁感線切斷。則導體的運動就是把磁感線切斷。則導體的運動 方向一定與磁感線成一定角度，而不是與磁感線平行。方向一定與磁感線成一定角度，而不是與磁感線平行?！皶r時” ” 是指感應電流只產生于切割磁感線的過程中。是指感應電流只產生于切割磁感線的過程中?！痉ɡ诒硎龇ɡ诒硎觥慷?、電磁感應現象二、電磁感應現象【條件條件】12例、試分

10、析這些經典實驗的道理。例、試分析這些經典實驗的道理。13Lenz，Heinrich （18041865）只要通過閉合電路的磁只要通過閉合電路的磁感線的多少發(fā)生變化時，感線的多少發(fā)生變化時，閉合電路中就會產生感閉合電路中就會產生感應電流。應電流?！纠愦伪硎隼愦伪硎觥慷?、電磁感應現象二、電磁感應現象【條件條件】14例：試比較兩種表述的關系。例：試比較兩種表述的關系。感應電流方向與運動、磁場方向有什么關系呢？感應電流方向與運動、磁場方向有什么關系呢？【思考思考】15二、電磁感應現象二、電磁感應現象【方向方向】16若改變磁場方向、切割方向中的一個，則電流方向隨之改若改變磁場方向、切割方向中的一個，則電

11、流方向隨之改變；若磁場方向、切割方向同時變化，則電流方向不變化。變；若磁場方向、切割方向同時變化，則電流方向不變化。（ I v B ）BI二、電磁感應現象二、電磁感應現象【方向方向】【結論結論】試畫出下圖中第三者的方向。試畫出下圖中第三者的方向?！舅伎妓伎肌?7探究影響感應電流大小的因素？探究影響感應電流大小的因素？（切割快慢）（切割快慢）（磁場強弱）（磁場強弱）1.1.當切割快慢相同時，磁場強，電流大。當切割快慢相同時，磁場強，電流大。 2.2.當磁場強弱相同時，切割快，電流大。當磁場強弱相同時，切割快，電流大。二、電磁感應現象二、電磁感應現象【大小大小】1.1.因素：因素：2.2.結論：結

12、論：實現了機械能向電能的轉化。實現了機械能向電能的轉化?！緫梅较驊梅较颉靠茖W家利用這一現象發(fā)明了什么重要工具？科學家利用這一現象發(fā)明了什么重要工具？【思考思考】神奇的電磁感應現象實神奇的電磁感應現象實現了人類多年磁生電的現了人類多年磁生電的夢想。這一現象在電能夢想。這一現象在電能的開發(fā)和利用方面對你的開發(fā)和利用方面對你有何啟示呢？有何啟示呢？18如何實現持續(xù)地產生感應電流呢？如何實現持續(xù)地產生感應電流呢？電磁感應現象電磁感應現象哪些方案在實際制作中更易實現較大的感應電流？哪些方案在實際制作中更易實現較大的感應電流？（機械能轉化為電能）（機械能轉化為電能）三、發(fā)電機三、發(fā)電機【原理原理】【設

13、計設計】19123三、發(fā)電機三、發(fā)電機【方案方案】20三、發(fā)電機三、發(fā)電機【方案方案】2設計流設計流程程21三、發(fā)電機三、發(fā)電機【方案方案】2設計流設計流程程22三、發(fā)電機三、發(fā)電機【方案方案】2設計流設計流程程23三、發(fā)電機三、發(fā)電機【方案方案】2設計流設計流程程24三、發(fā)電機三、發(fā)電機【方案方案】2設計流設計流程程25磁體、電刷、線圈、轉軸、銅環(huán)、轉動裝置等。磁體、電刷、線圈、轉軸、銅環(huán)、轉動裝置等。（定子）（定子）（轉子）（轉子）三、發(fā)電機三、發(fā)電機【結構結構】26三、發(fā)電機三、發(fā)電機【過程過程】27I周數周數時間時間12周周1 周周周期性地改變方向的電流，叫做交流電。周期性地改變方向的

14、電流，叫做交流電。線圈轉動一周的時間線圈轉動一周的時間(s(s）每秒線圈轉過的周數每秒線圈轉過的周數(Hz)(Hz)周期（周期（T）：）：頻率（頻率（f ）：）：1Tf=0.1 s三、發(fā)電機三、發(fā)電機【特點特點】【交流電交流電ACAC】28B B、直流發(fā)電機、直流發(fā)電機A A、交流發(fā)電機、交流發(fā)電機（產生直流電的電源）（產生直流電的電源）（產生交流電的電源）（產生交流電的電源）我國國家電網提供的交流電有什么特點？我國國家電網提供的交流電有什么特點？我國交流電的周期是我國交流電的周期是 s s，頻率是，頻率是 HzHz，即，即1 1秒秒鐘內有鐘內有 個周期，線個周期，線圈圈轉過轉過 周，交流電的

15、方周，交流電的方向每周期改變向每周期改變 次，電流方向次，電流方向1s1s內改變內改變 次。次。I時間（時間（s）0.010.020.030.025050210050為什么國家電網提供這么高頻率的電流？為什么國家電網提供這么高頻率的電流？三、發(fā)電機三、發(fā)電機【特點特點】【思考思考】【類型類型】29大型交流發(fā)電機較一般的發(fā)電機需要有哪些改進呢？大型交流發(fā)電機較一般的發(fā)電機需要有哪些改進呢？三、發(fā)電機三、發(fā)電機【大型交流發(fā)電機大型交流發(fā)電機】【思考思考】30產生更高的電壓和更強的電流。產生更高的電壓和更強的電流。確保更穩(wěn)定、安全的工作狀態(tài)。確保更穩(wěn)定、安全的工作狀態(tài)。（更強的磁場）（更強的磁場）（更快的轉動）（更快的