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课件网) 第二章 交变电流 第一节 交变电流 思考———什么是交流电？ 3、恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流叫恒定电流。 1、交变电流：方向随时间作周期性变化的电流，简称交流电。 注：交、直流电的本质区别是电流方向是否改变 2、直流电：方向不随时间变化的电流叫做直流电,简称直流电。 一、交变电流 1. 直流: 电流的方向不随时间变化的电流. t i i0 0 t i -i0 0 t i i0 0 2. 交流: 电流的方向随时间变化的电流. t i i0 0 -i0 t i i0 0 -i0 T t i i0 0 -i0 T 注：交、直流电的本质区别是电流方向是否改变 一、交变电流 举例 二、交变电流的产生（交流发电机） 1、发电机的基本构造 线圈：转轴垂直于磁场方向 磁极：磁极间形成匀强磁场 为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流？ 闭合的线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生正弦交流电，但这不是产生交流电的唯一方式． 注意: (1). 转轴与线圈处在同一平面内 (2). 转轴垂直于磁场 二、交变电流的产生 (甲) (乙) (丙) (丁) E I ， 电流方向： . E , I , Φ . E I ，电流方向： . =0 =0 有最大值 有最大值 有最大值 a —>b 有最大值 有最大值 b—>a E , I , Φ . = 0 = 0 有最大值 三. 正弦交流电的变化规律和图象 1.中性面 定义：指线圈平面与磁感线垂直的平面。S⊥B 特点：此时通过线圈平面的磁通量最大， 感应电流、感应电动势为零。 2.线圈平面与磁感线平行时，即S∥B 特点：此时通过线圈平面的磁通量最小为零。 感应电流、感应电动势最大。 ①线圈经过中性面时，电流将改变方向 ②线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次 a d v v 线圈转轴垂直于磁场，转动的角速度为ω, ab边长为L1，bc边长为L2 a d v v 经过时间t 时: v ⊥=v sin ω t t = 0 时刻, 线圈平面垂直于磁场，ab、cd不切割磁感线，感应电动势为零. ab棒：eab = BL1v ⊥=（B ω L1L2 sin ω t ）/2 回路总电动势：e=2eab = B ω L1L2 sin ω t 匝数为N：e=NB ω L1L2 sin ω t 线圈转轴垂直于磁场，转动的角速度为ω, ab边长为L1，bc边长为L2 a d v v t = 0 时刻, 线圈平面垂直于磁场，ab、cd不切割磁感线，感应电动势为零. t = π/2ω 时刻, 线圈平面平行于磁场，ab、cd垂直切割磁感线，感应电动势最大. Em = NBSω 经过时间t 时: 匝数为N：e=NB ω L1L2 sin ω t a d v v e = NB S ω sin ω t=Emsin ω t t = 0 时刻（中性面）, φ最大，E感为零. t = T/4 时刻（中性面的垂面）, φ为零，感应电动势最大. t时刻电动势的瞬时值表达式: e = NB S ω sin ω t=Emsin ω t 若从中性面的垂面开始计时： e = NB S ωcosω t=Emcos ω t Em＝NB S ω ＝Nφmω 电动势的峰值： 中性面: 垂直于磁场方向的平面. 三. 正弦交流电的变化规律和图象 当此交流电通过电阻R时,其电流与加在它两端的电压必然也遵循正弦规律变化. u = Um sin ω t i = Im sin ω t 注意: 在上式中, e、 u、 i 叫交流电瞬时值; Em 、Um、 Im叫交流电最大值. e = NB S ω sin ω t=Emsin ω t 1、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动时，所产 生的交变电流按照正弦函数的规律变化———正弦式交流电 正弦式交流电的产生的描述 2、Em匀速转动过程中能产生电动势的最大值———峰值， ω为线圈转动的角速度 3、此表达形式仅在从中性面开始计时的情况下成立 e为瞬时值 4、若该线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为r，由闭合电路欧姆定律 R两端的电压为 2.图像-- i o T/4 2T/4 3T/4 T π/2 π 3π/2 2π θ t 或余弦曲线 正弦曲线 仅当t = 0 时刻, 线圈位于中性面, 产生的交流电才为正弦交流电; 若t = 0 时刻, 线圈平行与磁场 ... ...
