Transcript 交变电流胡文

高压输电线路
射阳县第二中学
胡文
电池提供的电流是不是也是交变电流呢？
直流电(DC)
演示:观察波形图
一、交变电流的概念
1、直流电流(DC)
方向不随时间变化的电流称为直流电。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.
2、交变电流(AC)
家庭电路中的电流,大小和方向都随时间做周
期性变化,这样的电流叫做交变电流。
二、交变电流的产生
矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动
观察与思考
1、线圈转动一周，电流方向改变多少
次？
2、线圈转到什么位置时磁通量最大？
这时感应电动势是最大还是最小？
3、线圈转到什么位置时磁通量最小？
这时感应电动势是最大还是最小？
动
画
模
拟
:
交
流
发
电
机
的
原
理
过程分析
A(B)
B⊥S
Φ=？ 最大
E=?
I=?
E=0 I=0
(V // B)
D(C)
将立体图转化为平面图
垂直磁场方向的平面叫做 中性面
线圈经过中性面时，Φ最大，但线圈
中的电动势为零
B∥S
A(B)
Φ=？ Φ= 0
E=?
D(C)
I=?
E最大 I最大
(V⊥B)
感应电流方向? 右手定则
B到A
线圈与磁场平行时，Φ最小，但线圈
中的电动势最大
D(C)
B
B⊥S
Φ最大
V // B
E=0
中性面
A(B)
B∥S
A(B)
D(C)
B
I=0
V⊥B
Φ=0
E、I最大
感应电流方向C到D
中性面
线圈平面与磁感线垂直的位置
（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最
大，但磁通量的变化率为零，线圈中的电动势
为零
（2）线圈经过垂直中性面时，穿过线圈的磁通
量为零，但磁通量的变化率最大，线圈中的电
动势为最大。
（3）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线
圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变
两次。这是交变电流方向变化的规律。
三、交变电流的变化规律
• 设正方形线圈的边长为L，在匀强磁场B中绕垂
直于磁场的对称轴以角速度匀速转动，如图所
示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．
回答问题：
试利用法拉第电磁感
应定律推导感应电动
势大小的变化规律公
式。
以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈
中的感应电动势（ab和cd边切割磁感线）
推导：
e = 2 N B L v sin wt
v =w
L
所以
2
令 E m = N B wL
2
2
e = N B w L sin wt
=NB ωS
则有 e = E m sin wt
e为电动势在时刻t的瞬时值，
Em为电动势的最大值（峰值）．
三．交变电流的变化规律
（1）电动势按正弦规律变化
e=Emsinωt
• 成立条件：转轴垂直匀强磁场，经
中性面时开始计时．
（2）电流按正弦规律变化
i=Imsinωt
（3）电路上的电压按正弦规律变化u=Umsinω
电流i=Imsinωt 通过R时：
u = iR ， U m = I m R .
四、交流电的图像
c
c
c
b
b
a
d
a
b
d
k
L
B
A
K
L
B
a
d
k
A
A
a
c
b
b
L
B
a
c
K
L
B
A
d
d
k
L
B
A
五、交变电流的种类
(1)正弦交流电
(2)示波器中的锯齿波扫描电压
(3)电子计算机中的矩形脉冲
(4)激光通信中的尖脉冲
交流发电机简介
交流发电机有两种，即
旋转电枢式
和
旋转磁极式 ．其中
转 动 的 部 分 叫 转子
叫
定子
，不动的部分
．发电机转子是
由 水轮机 、蒸汽轮机 或其它动力机带
动．
小结
1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化
的电流。
2、交变电流的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕
垂直于磁场的轴匀速转动
3、交变电流的变化规律：
（1）方向变化规律-------线圈平面每经过中性
面一次，感应电流的方向就改变一次；线圈转动
一周，感应电流的方向改变两次。
（2）大小变化规律-------按正弦规律变化：
e=Emsinωt
Em=NBSω叫电动势的最大值
i=Imsinωt
Im=Em/R叫电流的最大值
u=Umsinωt
Um=ImR叫电压的最大值
【巩固训练】
1. 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动。设线圈
ab边长为20cm，ad边长为10cm，磁感应强度
B=0.01T，线圈的转速n=50r/s，求：电动势的
最大值及对应的线圈位置。
0.0628V
线圈平面与磁场方向平行。
2. 如图所示：匝数为N、面积
为S的矩形线圈在匀强磁场B中
匀速转动，角速度为ω，求线 ω
圈从图示位置转过180度时间
内的平均感应电动势。
.
. . E
平均 = 2N
BS ω/π
完成课后作业，
下节课再见！
《描述交变电流的物理量》