交流电的产生和四值计算.ppt

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1、交流电的产生和四值计算交流电的产生和四值计算考点：考点：交流发电机及其产生正弦式电流的原理交流发电机及其产生正弦式电流的原理正弦式电流的图象和三角函数表达式正弦式电流的图象和三角函数表达式最大值与有效值，周期与频率最大值与有效值，周期与频率一、交变电流的产生和变化规律一、交变电流的产生和变化规律1交变电流：交变电流：大小和方向都随时间作大小和方向都随时间作 的电的电 流其中按流其中按 变化的交变电流叫正弦式交变电变化的交变电流叫正弦式交变电 流，简称正弦式电流。流，简称正弦式电流。2.正弦式电流的产生正弦式电流的产生:（1）条件：线圈在）条件：线圈在匀强磁场匀强磁场中绕中绕垂直于磁场方向的轴垂

2、直于磁场方向的轴匀速匀速转动转动（2）推导：）推导：（3）中性面：）中性面：周期性变化周期性变化正弦规律正弦规律练习练习1 下列哪些是交流电下列哪些是交流电?2.正弦式电流的产生正弦式电流的产生:（1）条件：线圈在）条件：线圈在匀强磁场匀强磁场中绕中绕垂直于磁场方向垂直于磁场方向的轴的轴匀速转动匀速转动（2）推导：）推导：（3）中性面及特点）中性面及特点一法：一法：线圈平面与磁场方向的夹角周期性变化引起磁通量线圈平面与磁场方向的夹角周期性变化引起磁通量的变化的变化.与线圈形状无关，与转轴的位置无关与线圈形状无关，与转轴的位置无关二法：二法：导体切割磁感线产生感应电动势：导体切割磁感线产生感应电

3、动势：E=BLVtr1r2b(c)a(d)vbcvvvad（3）中性面）中性面 定义：与磁场方向定义：与磁场方向 的平面的平面 特点特点 A 线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量 ，磁通量，磁通量 的变化率的变化率（斜率）（斜率）为为 ，感应电动势为，感应电动势为 B 线圈经过中性面时，导体不切割磁感线，感应电动势为线圈经过中性面时，导体不切割磁感线，感应电动势为零。零。垂直垂直最大最大零零零零练习练习2：如图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂：如图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴直于磁场方向的转轴OO以恒定的角速度以恒定的角速度转动

4、，从转动，从线圈线圈平面与磁场方向平行时开始计时，平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化，在按照图乙所示的余弦规律变化，在tT/4时刻时刻 ()A线圈中的电流最大线圈中的电流最大B穿过线圈的磁通量最大穿过线圈的磁通量最大C线圈所受的安培力为零线圈所受的安培力为零D穿过线圈磁通量的变化率最大穿过线圈磁通量的变化率最大二、描述交变电流的物理量二、描述交变电流的物理量1周期和频率周期和频率TfT12，练习练习3：请计算下列情况下的角速度：请计算下列情况下的角速度（1）周期）周期T=0.02s（2）转速）转速n=50r/s（3）转速）转速n=6

5、00r/min (1)瞬时值瞬时值:交变电流某时刻的值交变电流某时刻的值.某时刻的感应电动势、电流，发光二极管的发光时间。某时刻的感应电动势、电流，发光二极管的发光时间。（2）最大值：最大的瞬时值。）最大值：最大的瞬时值。电容器的击穿电压。电容器的击穿电压。（3）有效值：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如）有效值：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同时间内产生的热量相等，这一直流电的果它们在相同时间内产生的热量相等，这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。数值叫做这一交流电的有效值。计算与热效应有关的物理量计算与热效应有关的物理量(如功、功率、热量等如功、功率、热量等)铭牌上额定电压

6、或额定电流值，交流电表的读数铭牌上额定电压或额定电流值，交流电表的读数保险丝的熔断电流保险丝的熔断电流（4）平均值：）平均值：电量。电量。2.交流电的四值交流电的四值有效值的计算：有效值的计算：1.定义：定义：“三同三同”2.可利用的规律：可利用的规律：（1）正弦式交流电的有效值：）正弦式交流电的有效值：（2）恒定电流）恒定电流3.取一个周期，根据定义可计算由（取一个周期，根据定义可计算由（1）(2)组合的交流组合的交流电的有效值。电的有效值。Um练习练习4：匀强磁场的磁感应强度：匀强磁场的磁感应强度B，边长，边长L的正方形线圈的正方形线圈abcd共共N匝匝,线圈电阻为线圈电阻为r ,线圈绕垂

7、直于磁感线的轴线圈绕垂直于磁感线的轴OO 以的角速度以的角速度匀速转动匀速转动,外电路电阻为外电路电阻为R。 在图中标出此刻线圈中感应电流的方向在图中标出此刻线圈中感应电流的方向. (2)转动过程中感应电动势的最大值有多大转动过程中感应电动势的最大值有多大? (3)线圈平面与磁感线成线圈平面与磁感线成60时的感应电动势多大时的感应电动势多大? (4)电阻电阻R两端的电压两端的电压 (5) 线圈转一周线圈转一周,外力要做多少功外力要做多少功? (6)从图示位置开始从图示位置开始,线圈转过线圈转过60的过程中通过电阻的过程中通过电阻R的电量是多少？的电量是多少？练习练习5. .电磁炉起加热作用的底

8、盘可以简化等效为如图所示电磁炉起加热作用的底盘可以简化等效为如图所示的的31个同心导电圆环，各圆环之间彼此绝缘，导电圆环所个同心导电圆环，各圆环之间彼此绝缘，导电圆环所用材料单位长度的电阻为用材料单位长度的电阻为R0=0.125（/m）. .从中心向外从中心向外第第n个同心圆环的半径个同心圆环的半径 （cm），式中），式中n=1、231. .电磁炉工作时产生垂直于锅底方向的变化磁场，磁场的磁电磁炉工作时产生垂直于锅底方向的变化磁场，磁场的磁感应强度感应强度B的变化率为的变化率为=100sint（T/s）. .取取2=10）半径为半径为r1（n=1）的圆环中感应电）的圆环中感应电动势最大值和感应电流的有效值动势最大值和感应电流的有效值各导电圆环总的发热功率。各导电圆环总的发热功率。319 nrn0.40V 、8.0A 21.8103 W