51交变电流共31张.pptx

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1、转子电刷电刷定子第五章 交变电流 第1页/共31页【演示1】观察小灯泡的发光情况“亮”、“闪”闪:亮:通过灯泡电流大小是变化说明有电流通过灯泡 线框中产生的感应电流强度大小是变化的第五章 交变电流 第2页/共31页【演示2】二极管的发光情况交替发光通过二极管的电流方向是周期性变化的线框中的感应电流方向是变化G第五章 交变电流 第3页/共31页【演示3】观察电流表的偏转情况“左”、“右”线框中产生的感应电流强度大小、方向是变化的第五章 交变电流 第4页/共31页概念概念:1.1.交变电流交变电流:大小和方向都随时间做周期性的变化.简称交流（AC）2.直流电:方向不随时间变化的电流（DC）恒定电流

2、:大小和方向不随时间变化的电流第五章 交变电流 第5页/共31页 观察下列几个电流与时间的图象,判断哪些是交变电流it0(2)it0(1)it0(3)i0t(4)i0t(5)（1）（2）（5）第五章 交变电流 第6页/共31页问题问题1 1：线圈转动过程中线圈转动过程中,哪些边哪些边在在 切割切割?a(b)(c)dv5v6acdHFb思考：这两条边是否一直在切割?第五章 交变电流 第7页/共31页中性中性面的面的概念概念思考:在这个位置磁通量是多大?电动势是零此时线圈所在的 叫做中性面a(b)(c)dv1v2abcdHF与磁感线垂直的平面第五章 交变电流 第8页/共31页问题问题2.2.整个单

3、匝整个单匝线框在与线框在与中性面垂直中性面垂直位位置时产生的感应电动势是多大置时产生的感应电动势是多大?a(b)(c)dv5v6E=Eab+Ecd=BL1v5+BL1v6=BL1L2=Bs思考:磁通量是多大?adHF中性面E=Bs是最大感应电动势吗？第五章 交变电流 第9页/共31页问题问题3.3.若若单匝单匝线框从中性面开始转动线框从中性面开始转动,经经过一段时间过一段时间t,t,在在这一时刻这一时刻整个线框产生整个线框产生的电动势又是多大的电动势又是多大?V3V4acdHF中性面第五章 交变电流 第10页/共31页V3V4V3V3V4V4acdHFbe=Bssin(t)中性面瞬时值第五章

4、交变电流 第11页/共31页瞬时值峰值问题问题4.4.n n匝匝线框从中性面开始转动线框从中性面开始转动,经过经过时间时间t,t,此刻整个线框产生的电动势又是多此刻整个线框产生的电动势又是多大大?V3V4acdHFb中性面第五章 交变电流 第12页/共31页问题问题5 5：n n匝线框在匀强磁场中匀匝线框在匀强磁场中匀速转动速转动,线框的电阻为线框的电阻为r,r,外阻为外阻为R,R,则电阻的电流和电压分别是多则电阻的电流和电压分别是多少少?V3V4vui中性面第五章 交变电流 第13页/共31页瞬时值瞬时值峰值峰值第五章 交变电流 第14页/共31页问题问题6.6.前面是用表达式表示交流前面是

5、用表达式表示交流电的变化规律电的变化规律,怎样用图象表示交怎样用图象表示交流电的变化规律流电的变化规律?cbdaaaaabbbddddccc第五章 交变电流 第15页/共31页ttT3T/4T/2T/4O3/2/22eEm=nBsEm作图时规定感应电动势正方向为dcbadcbdaaaaabbbddddccc第五章 交变电流 第16页/共31页小结:通过以上分析可知：线圈在匀强磁场中绕垂直通过以上分析可知：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，可以得到按正弦规于磁场方向的轴匀速转动，可以得到按正弦规律变化的交变电流律变化的交变电流,这种交变电流叫做这种交变电流叫做正弦式正弦式交变电流交变

6、电流,简称简称正弦式电流正弦式电流.在目前的电力系统中应用的大多是正弦式电流在目前的电力系统中应用的大多是正弦式电流.第五章 交变电流 第17页/共31页思考：若线框从垂直中性面开始计时，在t t时刻线圈中的感应电动势？并画出图象。e=nBscost=EmcostttT3T/4T/2T/4O3/2/22eEm第五章 交变电流 第18页/共31页例例1 1 一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e e 随时间随时间t t的变的变化如图所示。下面说法中正确的（化如图所示。下面说法中正确

7、的（）A At t1 1时刻通过线圈的磁通量为零时刻通过线圈的磁通量为零B Bt t2 2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C Ct t3 3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D D每当每当e e转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大最大D第五章 交变电流 第19页/共31页例2 如图所示，匀强磁场的磁感应强度如图所示，匀强磁场的磁感应强度B B=2 T=2 T，匝数，匝数n n=6=6的矩形线圈的矩形线圈abcdabcd绕中心轴绕中心轴OOOO匀速转动，角速度匀速转动，角速度

8、=200 rad/s=200 rad/s。已知。已知abab=0.1 m=0.1 m，bcbc=0.2 m=0.2 m，（1 1）感应电动势的最大值；）感应电动势的最大值；（2 2）设时间）设时间t t=0=0时线圈平面与磁感线垂直，写出线时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；圈中感应电动势的瞬时值表达式；abcdOO/B第五章 交变电流 第20页/共31页例3.交流发电机工作时的电动势的变化规律为 e=EmSint，如果转子的转速n提高一倍，其它条件不变，则电动 势的变化规律将变化为：A。e=EmSin2t B.e=2EmSin2t C.e=2EmSin4t D.e=2

9、EmSint 答案B第五章 交变电流 第21页/共31页例4、如图，匀强磁场的磁感应强度B=2 T，匝数n=6的矩形线圈abcd绕中心轴OO匀速转动，转速n=50 r/s。已知 ab=0.1 m，bc=0.2 m，线圈的总电阻R=12，试求：（1）线圈中感应电动势和感应电流的最大值；（2）当t=30时，线圈中感应电动势和感应电 流的瞬时值各是多大？abcdOO/B第五章 交变电流 第22页/共31页交流发电机简介第五章 交变电流 第23页/共31页第五章 交变电流 第24页/共31页（1）发电机的基本组成：用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）用来产生磁场的磁极（2）发电机的基本种类旋转电枢式发电

10、机（电枢动磁极不动）旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子第五章 交变电流 第25页/共31页1.放置在水平面上彼此平行的导轨与电阻R相连，如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，与导轨平面垂直一根长度为l(等于平行导轨间距)的金属棒电阻为r，放置在导轨上，当金属棒在AA和BB之间做简谐运动时，速度随时间的变化规律是v=v0cost试求(1)通过电阻R的电流和它两端的电压 (2)说明通过R的电流在什么时刻改变方向?在什么时刻变化率最大?第五章 交变电流 第26页/共31页思路分析：本题考查做简谐运动的物体切割磁感线产生的交流电既然是切割磁感线的运动，根

11、据EBlv即可求得感应电动势，要注意v应代入瞬时值求得瞬时感应电动势导体棒速度为零时，瞬时电动势为零，就在此时改变速度方向，也同时改变电流方向解析:(1)因为导体棒做简谐运动，必定在AA和BB中间的OO速度最大，此时刻便是v=v0cost的计时起点 导体棒产生的感应电动势 第五章 交变电流 第27页/共31页通过电阻R的电流 R两端的电压(2)导体运动方向发生变化，即导体棒在AA、BB位置时电流的方向发生变化，此时刻导体棒的速度为零，瞬时电动势和电流都为零，电流的变化率等最大 第五章 交变电流 第28页/共31页小结 本节课主要内容包括1.交流发电机的构造2.中性面的概念3.正弦交流电的产生原理4.正弦交流电的顺势表达式第四章 电磁感应 第29页/共31页第五章 交变电流 第30页/共31页谢谢大家观赏！第31页/共31页