交流電以及其原理

1、關于交流電及其原理第一張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月交變電流的產生第二張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月一、交變電流的定義 強度和方向都隨時間做周期性變化的電流叫做交變電流。實驗一（1）用干電池對小燈泡供電 （2）用手搖交流發(fā)電機對小燈泡供電 操作：觀察：亮度不同之處 實驗二操作：在發(fā)電機輸出端接上電流表 觀察：電流表指針左右偏轉的現(xiàn)象 總結：第三張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月二、交變電流的產生原理 實驗一用模具介紹發(fā)電機構造 實驗（分階段的演示，對照側視圖） 第四張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）階段一caB(d)(b)caB(d)(b)caB(d)(b

2、)ab 的方向：a b cd的方向：d c總結：第五張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）階段二caB(b)(d)caB(d)(b)caB(d)(b)ab 的方向：a b cd的方向：d c總結：第六張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）階段三caB(d)(b)caB(d)(b)caB(d)(b)ab 的方向：b a cd的方向：c d總結：第七張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月（4）階段四caB(d)(b)Bca(d)(b)caB(d)(b)ab 的方向：b a cd的方向：c d總結：第八張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月總結： ab、cd邊在切割磁感線時，產生

3、的感應電動勢方向始終保持一致。第九張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月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)第十張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月第十一張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月中性面中性面： 線圈平面與磁感線垂直位置caB(d)(b)第十二張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月三、交流電流的特點：1。線圈通過中性面瞬間不切割磁感線，感應電動勢、感應電流為零。2。每當線圈經(jīng)過中性面，感應電流方

4、向就發(fā)生改變。第十三張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月中性面設線圈平面從中性面開始轉動，磁感應強度是B，角速度是(弧度/秒)， 經(jīng)過時間t， ab邊的長度是L1 ，ab邊中的感應電動勢eab=NB L1 vsint，cd感應電動勢跟ab邊中的大小相同，而且兩邊 ac邊的長度是L2， ab邊的線速度v= L2/2 , Bact(b)(d)第十四張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月討論： 1線圈平面轉到跟磁力線平行時 t=/2 eab= NB S =Em2線圈平面轉到跟磁力線垂直時 t= eab=0caBt又是串聯(lián)的，所以這一瞬間整個線圈中的e=2NB L1 vsint= 2NB L1

5、L2/2 sint= NB S sint感應電動勢第十五張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月四、交流電的變化規(guī)律 1線圈中感應電動勢的瞬時值 e= NB S sint=Emsint （Em叫做感應電動勢的最大值或峰值） 2設整個閉合電路的電阻為R，電流的瞬時值i=e/R=Imsint(Im叫做感應電流的最大值或峰值) 第十六張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月3設外電路的電阻為R/， 電壓的瞬時值u=i R/=Umsint （Um叫做電壓的最大值或峰值） 第十七張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月五、交流發(fā)電機旋轉電樞式旋轉磁極式構造優(yōu)缺點動力來源第十八張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2

6、022年6月1.關于線圈在勻強磁場中轉動產生的交變電流, 以下說法中正確的是:A、線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應電流方向 就改變一次，感應電動勢方向不變B、線圈每轉動一周，感應電流方向就改變一次C、線圈平面經(jīng)過中性面一次，感應電動勢和感 應電流的方向都要改變一次D、線圈轉動一周，感應電動勢和感應電流方向 都要改變一次C第十九張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月2、如圖100匝矩形線圈，ab=cd=0.2m, ad=bc=0.1m,磁感應強度B=1T,轉速=5rad/S, 則線圈中產生的感應電動勢最大值為 V,從中性面開始轉動的交流電動勢瞬時值為： e= V。1010sin5t 第二十張，P

7、PT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十一張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月交變電流的產生和變化規(guī)律第二十二張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月一.交變電流的產生1.交變電流：大小和方向都隨時間作周期性變化的電流。3.中性面：線框平面與磁感線垂直位置。（2）線圈每經(jīng)過中性面一次，感應電流的方向就改變一次，線圈轉一周，感應電流的方向就改變兩次。（1）線圈位于中性面時，各邊都不切割磁感線，線圈中沒有感應電流。2.交變電流的產生：由交流發(fā)電機的線圈在勻強磁場中勻速 旋轉產生交變電流，每當線圈平面處于與磁感線垂直的位置 時，電流的方向發(fā)生改變。第二十三張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月

8、二.交變電流的圖象和變化規(guī)律1.在勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動線圈里 產生的感應電動勢是按正弦規(guī)律變化的。2.若從中性面開始計時，e=EmSint，其中Em=NBS 是電動勢的最大值，與線圈的形狀、轉軸的位置無關， e為瞬時值。3.若將線圈與外電阻組成閉合電路， 則電路中的電流：R兩端的電壓：第二十四張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月1在如圖所示的幾種電流隨時間變化的圖線中，屬于交變電流 的是 ，屬于正弦交變電流的是 。tiABCDA B DA三 例題第二十五張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月2 一矩形線圈繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內的固定軸轉 動，線圈中的感應電動

9、勢隨時間的變化規(guī)律如圖所示，下面說法中正確的是：t1時刻通過線圈的磁通量為零；t2時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大；t3時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大；每當e變換方向時，通過線圈的磁通量的絕對值都為最大。 答案： D 例題2第二十六張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 交流發(fā)電機工作時的電動勢的變化規(guī)律為 e=EmSint，如果轉子的轉速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 例題3第二十七張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月 一臺發(fā)電機產生的按

10、正弦規(guī)律變化的感應電動勢的最大值為311V，線圈在磁場中轉動的角速度是100rad/s。 （1）寫出感應電動勢的瞬時值表達式。 （2）若該發(fā)電機只與含電阻的負載組成閉合電路，電路的 總電阻為100，試寫出通過負載的電流強度的瞬時表 達式、在t=1/120s時電流強度的瞬時值為多少？（3）線圈從中性面轉過180度的過程中，電動勢的最大值、 平均值分別是多少？（4）轉動過程中磁通量的變化率最大值是多少？答案（1）e=311Sin100t （2）I=311Sin（100*1/120）=311*1/2=1.55（A）（3）E m=311V E=N/t=2NBS/198V（4）/t=311/N（Wb/s） 例題4