屋面及防水工程量計(jì)算課件

第二章交變(jiāobiàn)電流1交變(jiāobiàn)電流1第一頁，共31頁。第二章交變(jiāobiàn)電流1第一頁，共31頁。什么是交變電流，它是怎樣(zěnyàng)產(chǎn)生的？2第二頁，共31頁。什么是交變電流，它是怎樣(zěnyàng)產(chǎn)生的？2第二頁，手搖發(fā)電機(jī)，線圈(xiànquān)在磁場(chǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈(xiànquān)的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，小燈泡發(fā)光，但亮度周期性地變化，一閃一閃的.3第三頁，共31頁。手搖發(fā)電機(jī)，線圈(xiànquān)在磁場(chǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈(1.知道什么是交變電流2.理解(lǐjiě)交變電流產(chǎn)生的原理3.知道交變電流的變化規(guī)律（重點(diǎn)）4第四頁，共31頁。1.知道什么是交變電流4第四頁，共31頁。觀察(guānchá)交變電流的波形電網(wǎng)供給的交流電經(jīng)過降壓后能使小燈泡發(fā)光。把示波器的兩個(gè)輸入端接到小燈泡的兩端（圖甲），在熒光屏上會(huì)看到燈泡兩端的電壓隨時(shí)間變化的曲線，如圖乙所示。甲觀察小燈泡(dēngpào)兩端電壓的波形乙小燈泡(dēngpào)兩端電壓的波形5第五頁，共31頁。觀察(guānchá)交變電流的波形甲觀察小燈泡(dēng1.大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流(diànliú)叫做交變電流(diànliú),簡(jiǎn)稱交流電(AC).一、交變(jiāobiàn)電流大小和方向都不隨時(shí)間發(fā)生變化的電流(diànliú)稱為恒定電流(diànliú)2.電流隨時(shí)間按正弦函數(shù)規(guī)律變化的交變電流稱為正弦交變電流，簡(jiǎn)稱正弦交流電.6第六頁，共31頁。1.大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流(diànliú)叫勻速轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī)時(shí),產(chǎn)生的電流(diànliú)可看做是正弦交流電，它是怎樣產(chǎn)生的呢？二、正弦交變電流的產(chǎn)生(chǎnshēng)和表述7第七頁，共31頁。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī)時(shí),產(chǎn)生的電流(diànliú)可看做是正弦交abcdoo1B設(shè)水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng)度為B，線圈邊長(zhǎng)分別為ab=L1,bc=L2，線圈繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程(guòchéng)中，ab、cd都切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).ab、cd兩邊產(chǎn)生的感應(yīng)(gǎnyìng)電動(dòng)勢(shì)大小和方向有什么關(guān)系呢？大小相等、方向相反(xiāngfǎn)，因此總感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e=2Eab8第八頁，共31頁。abcdoo1B設(shè)水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng)度為B，線圈邊長(zhǎng)分別為又根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Vaab邊產(chǎn)生(chǎnshēng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)BOc(d)a(b)v1v2經(jīng)過時(shí)間t，ab轉(zhuǎn)過的角度，速度方向如圖，v與磁場(chǎng)方向垂直的分量9第九頁，共31頁。又根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Vaab邊產(chǎn)生由此可得設(shè)矩形(jǔxíng)線圈的面積為S，匝數(shù)為N令Em=NBSω則發(fā)電機(jī)的感應(yīng)(gǎnyìng)電動(dòng)勢(shì)即電路(diànlù)中將產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的交變電流電流隨時(shí)間變化的關(guān)系是電壓隨時(shí)間變化的關(guān)系是10第十頁，共31頁。由此可得設(shè)矩形(jǔxíng)線圈的面積為S，匝數(shù)為N則發(fā)電abcdoo1如圖所示，t=0時(shí)，=0，此時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e=0，線圈平面與磁場(chǎng)垂直(chuízhí)，此位置稱為中性面.在此位置(wèizhi)，穿過線圈的磁通量最大，而磁通量的變化率為零.線圈(xiànquān)轉(zhuǎn)過90度，線框平面與磁場(chǎng)平行，此時(shí)穿過線框的磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)卻有最大值.11第十一頁，共31頁。abcdoo1如圖所示，t=0時(shí)，在此位置(wèizhi)將立體圖轉(zhuǎn)化(zhuǎnhuà)為平面圖12第十二頁，共31頁。將立體圖轉(zhuǎn)化(zhuǎnhuà)為平面圖12第十二頁，共31B⊥SΦ最大E=0I=0中性(zhōngxìng)面B∥SΦ=0E、I最大感應(yīng)電流(gǎnyìngdiànliú)方向b到av∥Bv⊥B13第十三頁，共31頁。B⊥SΦ最大E=0I=0中性(zhōngxìng)面BSNNSvvabcdad判斷此位置有沒有感應(yīng)電流(gǎnyìngdiànliú)，方向怎么樣？V//BE=014第十四頁，共31頁。SNNSvvabcdad判斷此位置有沒有感應(yīng)電流(gǎnyìB∥SΦ=0E最大I最大感應(yīng)電流(gǎnyìngdiànliú)方向a到b線圈(xiànquān)與磁場(chǎng)平行時(shí)，Φ最小，但線圈(xiànquān)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大15第十五頁，共31頁。B∥SΦ=0E最大I最大感應(yīng)電流(gǎnyìngdiàn1.中性面：垂直磁場(chǎng)方向(fāngxiàng)的平面．（1）線圈經(jīng)過中性面時(shí)，穿過線圈的磁通量最大Φ=BS，但最?。╝b和cd邊都不切割磁感線，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零）．（2）線圈經(jīng)過中性面時(shí)，電流將改變方向(fāngxiàng)，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，兩次經(jīng)過中性面，電流方向(fāngxiàng)改變兩次．2.線圈平行于磁感線時(shí)，Φ=0,但最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大.16第十六頁，共31頁。1.中性面：垂直磁場(chǎng)方向(fāngxiàng)的平面．eoEmT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωttabcdKLABabcdKLABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB三、交流電的圖像(túxiànɡ)（注意觀察線圈的位置和圖線的變化）17第十七頁，共31頁。eoEmT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωtet0Em-Emit0Im-Im18第十八頁，共31頁。et0Em-Emit0Im-Im18第十八頁，共31頁。工程技術(shù)中經(jīng)常采用的交變(jiāobiàn)電流還有另外的幾種，如：家庭(jiātíng)電路中的正弦交變電流示波器中的鋸齒波形掃描(sǎomiáo)電壓四、幾種常見交變電流波形圖19第十九頁，共31頁。工程技術(shù)中經(jīng)常采用的交變(jiāobiàn)電流還有另外的電子計(jì)算機(jī)中的矩形脈沖激光通信用的尖脈沖20第二十頁，共31頁。電子計(jì)算機(jī)中激光通信用20第二十頁，共31頁。例1、如圖所示，下列四種(sìzhǒnɡ)情況均表示閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在下列情況下線圈中不能產(chǎn)生交流電的是（）（從左側(cè)看線圈繞順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)）O′OBωO′OBωO′OBωO′OBωADCBA21第二十一頁，共31頁。例1、如圖所示，下列四種(sìzhǒnɡ)情況均表示閉合線例2、一矩形線圈,繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng),線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化如圖所示,下面(xiàmian)說法中正確的是（）A.t1時(shí)刻通過線圈的磁通量為零B.t2時(shí)刻通過線圈的磁通量的絕對(duì)值最大C.t3時(shí)刻通過線圈的磁通量的絕對(duì)值最大D.每當(dāng)e變換方向時(shí)，通過線圈的磁通量的絕對(duì)值最小et0t1t2t3t4Em-EmC22第二十二頁，共31頁。例2、一矩形線圈,繞垂直于et0t1t2t3t4Em-EmC例3、線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度是ω，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值是Em，那么(nàme)在任一時(shí)刻t感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值e為．若電路總電阻為Ｒ，則感應(yīng)電流的瞬時(shí)值Ｉ為．e0Em

-Emt23第二十三頁，共31頁。例3、線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度是ω，線圈中的感應(yīng)e0Em1.知道(zhīdào)交變電流（AC）定義：大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流.方向不隨時(shí)間變化的電流為直流電（DC）.2.理解交變(jiāobiàn)電流產(chǎn)生的過程：線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生正弦式交變(jiāobiàn)電流.垂直磁場(chǎng)方向的平面叫做中性面.（重點(diǎn)）24第二十四頁，共31頁。1.知道(zhīdào)交變電流（AC）定義：大小和方向都3.推導(dǎo)和理解交變電流的變化規(guī)律：（重難點(diǎn)）(1)方向變化規(guī)律——線圈平面每經(jīng)過(jīngguò)中性面一次，感應(yīng)電流的方向就改變一次；線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流的方向改變兩次.電流方向改變時(shí)，Φ最大，=0最小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小E=0.(2)大小(dàxiǎo)變化規(guī)律——按正弦規(guī)律變化：e=EmsinωtEm=NBSω叫電動(dòng)勢(shì)的最大值（峰值）i=ImsinωtIm=Em/(R+r)叫電流的最大值（峰值）u=UmsinωtUm=ImR叫電壓的最大值（峰值）25第二十五頁，共31頁。3.推導(dǎo)和理解交變電流的變化規(guī)律：（重難點(diǎn)）(2)大小(dà1.當(dāng)線圈(xiànquān)平面垂直于磁感線時(shí)，線圈(xiànquān)各邊都不切割磁感線，線圈(xiànquān)中沒有感應(yīng)電流，這樣的位置叫做．線圈(xiànquān)平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流方向就改變一次，因此線圈(xiànquān)轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流方向改變．中性(zhōngxìng)面兩次26第二十六頁，共31頁。1.當(dāng)線圈(xiànquān)平面垂直于磁感線時(shí)，線圈(xi2.如圖所示，線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（由上向下看是逆時(shí)針方向），當(dāng)轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)，磁通量和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的變化(biànhuà)情況是（）A．磁通量和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)都在變大B．磁通量和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)都在變小C．磁通量在變小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在變大D．磁通量在變大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在變小DOO′B30°27第二十七頁，共31頁。2.如圖所示，線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（由DOO3.在如圖的幾種電流隨時(shí)間(shíjiān)變化的圖線中，屬于交變電流的是__________，屬于正弦交變電流的是______.tiABCDABDA28第二十八頁，共31頁。3.在如圖的幾種電流隨時(shí)間(shíjiān)變化的圖線中，屬4.一矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面(píngmiàn)內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示，下面說法中正確的是()A.T1時(shí)刻通過線圈(xiànquān)的磁通量為零B.T2時(shí)刻通過線圈(xiànquān)的磁通量的絕對(duì)值最大C.T3時(shí)刻通過線圈(xiànquān)的磁通量變化率的絕對(duì)值最大D.每當(dāng)e變換方向時(shí)，通過線圈(xiànquān)的磁通量的絕對(duì)值都為最大DT1T2T3T429第二十九頁，共31頁。4.一矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位A.T1時(shí)刻通過線圈(xi5.對(duì)于