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(共20张PPT)
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第三章：交变电流
交 变 电 流
交变电流
矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动
交变电流
2. 直流电：
方向不随时间变化的电流称为直流（DC）。
1. 交变电流：
大小和方向随时间做周期性变化，简称交流（AC）。
恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流
观察下列几个电流与时间的图象，判断哪些是交变电流
i
t
0
(2)
i
t
0
(1)
i
t
0
(3)
i
0
t
(4)
i
0
t
(5)
（1）（2）（5）
交变电流
交变电流的产生
矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动
问题1. 在线圈转动过程中,哪些边在做切割磁感线运动
问题2. 这两条边是否一直在做切割磁感线运动
AB、DC边
交变电流的产生
v
v
A(B)
D(C)
1、此时B与V夹角为多少？
2、电动势是多大
3、在这个位置磁通量是多大
4、此时B与S什么关系？
思考
中性面特点
B___S
Φ____
E =__
I =__
⊥
最大
0
0
交变电流的变化规律
问题3、若单匝线框所处位置与中性面垂直，设磁感应强度大小为B ，AB边和CD边长为L1，AD边和BC边长为L2，线框绕垂直于磁场并且过AD和BC边中点的轴旋转，角速度大小为ω。问：AB边和CD边切割磁感线产生的电动势分别是多大
D(C)
A(B)
v
v
中性面
交变电流的变化规律
问题4. 整个单匝线框在与中性面垂直位置时产生的总感应电动势是多大
D(C)
A(B)
v
v
中性面
思考：线框与中性面垂直时有什么特点？
B___S
Φ=___
E___
I___
0
最大
最大
∥
交变电流的变化规律
问题5：若单匝线框从中性面开始以角速度ω转动，经过一段时间t，在这一时刻整个线框产生的电动势又是多大？（ab=cd=L1，bc=ad=L2，磁感强度为B)
思考：交变电流的方向
线圈每经过一次中性面，感应电流的方向就改变一次，线圈每转动一周，感应电流的方向改变两次。
问题2：线圈转动一周，电流方向改变多少次？
问题1：线圈转动一周，经过中性面多少次？
线圈每转动一周，两次经过中性面。
交变电流的变化规律
总结：交变电流的变化规律
瞬时值
峰值
线圈每经过一次中性面，感应电流的方向就改变一次，线圈每转动一周，感应电流的方向改变两次。
方向
交变电流的变化规律
生活与交流发电机
课本习题
1. 有人说，在图3.1-3中，线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，因而线圈中的感应电动势最大；线圈平面跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为0，因而感应电动势为0。这种说法对不对？为什么？
课本习题
2. 图3.1-3中，设磁感应强度为0.01 T，单匝线圈边长AB为20 cm，宽BC为10 cm，转速n＝50 r/s，求线圈转动时感应电动势的最大值。
课本习题
3. 一台发电机产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值Em＝400 V，线圈匀速转动的角速度ω＝314 rad/s，试写出电动势瞬时值的表达式（设0时刻电动势瞬时值为0）。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总电阻为2 kΩ，电路中电流的峰值为多少？写出电流瞬时值的表达式。
课本习题
4. 如图 3.1-9所示，KLMN是一个竖直的矩形导线框，
全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中，
线框面积为S，MN边水平，线框绕某一竖直固定轴以
角速度ω匀速转动。在MN边与磁场方向的夹角到达30°
的时刻（图示位置），导线框中产生的瞬时电动势e
的大小是多少？标出线框此时的电流方向。已知线框
按俯视的逆时针方向转动。

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