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课件网) 第三章交变电流与远距离输电 3.2交变电流的产生 、交变电流的产生 1.产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动 N 交流发电机 优酷 b a S N 2.过程分析 假定线圈沿逆时针方向匀速转动 垂直磁场方 A(B) 向的平面叫 A(B) 做中性面。 A(B)G D(C)B (C) A(B) D(c) A(B) D(c) 特 BLSΦ最大 BIlS Φ=0 B⊥S Φ最大 BI川SΦ=0 B⊥S Φ最大 点： E=0 =0 E最大最大 E=0 E=0 I=0 E、最大 =0 中性面 D-C-B-A-D 中性面 A-B-C-D-A 中性面 3.两个特殊位置 (1)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 00 通量的变化率为零（不切割），线圈中的电动势为零 ②线圈每经中性面一次，感应电流方向就要改变一次， 线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次 (2)垂直中性面位置(S∥B) 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（垂直切割），线圈中的电动势为 最大。 三、交变电流的变化规律 如图以线圈经过中性面开始计时，发电机转子导线框共有N匝，线框长ab为 L1,宽ad为L,转子的转动角速度为w,磁极间的磁感应强度为B。试导出发 电机的瞬时电动势e的表达式。 线圈从中性面开始转动，如右图所示，则经过时间t: 1.线圈转过的角度：0=ot d(c)中性而 2.ab边的线速度跟磁感线方向的夹角：0=ot L2 B 3.ab边转动的线速度大小：v=0 2 4.ab边产生的感应电动势（设线圈面积为S): e=NBL vsin 0 5.整个线圈产生的感应电动势： 0L e=2NBL1-2 2sin0→e=NBS osin ot 三、交变电流的变化规律 1、电动势按正弦规律变化 =nBoS e=Em sin wt 2、电流按正弦规律变化 i=Im sin wt 3、电压按正弦规律变化 u=U sin@t 电流通过R时： u=iR,Um=ImR. 这种按正弦规律变化的交变电流叫做正弦式交变电流，简称正弦式电 流。 成立条件： 转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时 [特别提醒] (1)若线圈从中性面开始计时，e=Emsin ot。若线圈从位于 与中性面垂直的位置开始计时，e一Em cos ot,所用瞬时值表达式 与开始计时的位置有关。 (2)物理学中，正弦交变电流与余弦交变电流都统称为正弦式 交变电流，简称正弦式电流。 (3)交变电动势的峰值Em=NBSw,由线圈匝数N,磁感应强 度B,转动角速度ω及线圈面积S决定。当线圈转到穿过线圈的 磁通量为零的位置时，取得此值。
