三、交变电流-(2)VIP免费

第五章交变电流观察思考——什么是交流电操作：匀速转动手柄，线圈在磁场中匀速转动现象：小灯泡发光，但亮度有变化问题：小灯泡发光亮度有变化说明什么？结论：小灯泡中电流大小有变化在示波器上观察不同电压的图形1、直流电流(DC)2、交变电流(AC)一、交变电流的概念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.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。交流发电机模型的原理简图交变电流产生示意图：假定线圈沿逆时针方向匀速转动，如图甲至乙。考虑下面几个问题。1、图中，在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？2、在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向动？3、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中电流最大?4、大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，从E经过负载流向F的电流记为正，反之为负。在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻。B⊥SΦ最大E=0I=0中性面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(V//B)A(B)D(C)过程分析将立体图转化为平面图t=0BS∥Φ=0E最大I最大感应电流方向B到A线圈与磁场平行时，Φ最小，但线圈中的电动势最大(VB)⊥A(B)D(C)t最大D(C)A(B)BBS⊥Φ最大E=0I=0中性面BS∥Φ=0E、I最大感应电流方向C到DV//BVB⊥D(C)A(B)B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（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（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。中性面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，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．1、线圈转动一周，多少次经过中性面?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?思考与讨论.a(b)c(d)O线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面（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，电流方向改变两次中性面三、交变电流的变化规律则有tEemsin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,ab和cd为L1,bc和ad为L2）tLLNBesin21NBSLNBLEm21令tvNBLesin2122Lvθv⊥1.（1）电动势按正弦规律变化tEemsin（2）电流按正弦规律变化tIimsin（3）电路上的电压按正弦规律变化tUumsin电流通过R时：tIimsin.RIUiRumm，三、交变电流的变化规律☆成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时2.峰值表达式Em＝NBSω＝NΦmωIm＝EmR＋rUm＝ImR1.（1）电动势按正弦规律变化tEemsin（2）电流按正弦规律变化tIimsin（3）电路上的电压按正弦规律变化tUumsin三、交变电流的变化规律理解注意:1.在上式中,e、u、i叫交流电瞬时值;Em、Um、Im叫交流电最大值.2.当t=0时刻,线圈与磁场垂直（中性面）,产生正弦交流电;若t=0时刻,线圈平行与磁场,产生余弦交流电3.峰值与开始计时的位置及线圈转动的时间无关，与线圈形状无关，与转轴的位置无关．例1、一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311V，线圈在磁场中转动的角速度100πrad/s。（1）写出感应电动势的瞬时值表达式。（2）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路的总电阻为100Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式，在t=1/120s时电流强度的瞬时值为多少？解析（1）e=311Sin100πt（2）I=e/R=(311Sin（100π*1/120）)/R=3.11*1/2=1.55（A）eoEmT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωttabcdKLABabcdKLABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB四、交流电的...