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(共22张PPT)
1.交变电流
宁冰霜
学
习
目
标
1.了解交变电流的概念。
2.掌握交变电流的产生过程。
3.理解交变电流的特点和规律，并应用其解决相关问题。
学习指导
发电机的诞生历程
英国科学家法拉第于1831
年发现了电磁感应原理。他确信，利用此原理肯定能制造出可以实际发电的发电机。
1832年，受法拉第发现的启示，法国人皮克希发明了手摇式直流发电机。1866年，德国的西门子发明了自励式直流发电机。1869年，比利时的格拉姆制成了环形电枢，发明了环形电枢发电机。
被誉为交流电之父、无线电之父的美国机械工程师、电机工程师尼古拉·特斯拉在1887
年组装完成了世界上最早的无电刷交流电感应马达。1896年，特斯拉的两相交流发电机在尼亚拉发电厂开始劳动营运。
新课学习
直流电与交流电
学习指导
电的种类
直流电
交流电
---方向不随时间变化的电流。
恒定电流：电流大小和方向都不随时间变化的电流。
---大小和方向随时间做周期性变化的电流。
正弦式交变电流：按正弦规律变化的交变电流，简称正弦式电流。
学习指导
例1.下列各图中，表示交流电的是（
）
结论：交流电的根本特点是：方向随时间做周期性的变化。
学习指导
闭合线圈置于匀强磁场中，并绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，则产生正弦式交流电。
学习指导
一、交变电流的产生（正弦式交流电）
思考：1.判断各图中ab边中的电流方向？
2.甲、丙位置线圈的特点是什么？乙、丁位置线圈的特点是什么？
新课学习
交流电的产生
学习指导
一、交变电流的产生（正弦式交流电）
思考：1.判断各图中ab边中的电流方向？
2.甲、丙位置线圈的特点是什么？乙、丁位置线圈的特点是什么？
学习指导
1.磁通量最大；
2.电流为零
1.磁通量最大；
2.电流为零
1.磁通量为零；
2.电流最大
1.磁通量为零；
2.电流最大
中性面
中性面
新课学习
中性面
学习指导
二、中性面
1.定义：线圈平面和磁场垂直的位置。
2.特点：
（1）磁通量最大；
（2）磁通量的变化率、感应电动势为零；
（3）线圈每次经过中性面时，线圈中感应电流方向都要改变，线圈转动一周，感应电流方向改变两次。
学习指导
例2.如图是某交变电流的i-t图像，则下列说法正确的是（
）
A.A和C时刻线圈处于中性面位置
B.B和D时刻穿过线圈磁通量为零
C.从A-C时刻线圈转过的角度为π/2
D.若从O-D时刻历时0.02s，则在1s内交变电流的方向改变100次
A
B
C
D
新课学习
感应电动势的瞬时值
学习指导
三、交变电流的变化规律
1.电动势e随时间变化规律：
2.感应电流i随时间变化规律：
3.负载电压u随时间变化规律：
Em=NBSω
sinωt，说明是从中性面开始计时
Em、Im、Um均为峰值
e、i、u均为瞬时值
学习指导
例3.如图，一个矩形线圈abcd在云强磁场中绕垂直于磁场方向且与线圈共面的轴OO'匀速转动，从某时刻开始计时，其穿过线圈的磁通量?随时间t变化如图乙所示，则下列说法中正确的是（
）
A.t=0时刻线圈处于中性面位置
B.t1、t3时刻线圈中的感应电流最大且方向相同
C.t2、t4时刻穿过矩形线圈的磁通量最大，但感应电流却为零
D.t5时刻穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率也为零
O
ω
O'
a
b
c
d
B
甲
乙
t1
t2
t3
t4
t5
学习指导
例4.如图，一边长L为20cm的正方形线圈abcd绕对称轴OO'在匀强磁场中转动，转速n=120r/min，若匝数N=20匝，磁感应强度B=0.2T，求
（1）转动中的最大电动势及其位置；
（2）从中性面开始计时的电动势瞬时值表达式；
（3）从图示位置转过900过程中的平均电动势。
答案：（1）2.0V，线圈平面与磁场平行;
（2）e=2sin4πt（V）;
（3）1.28V。
O
ω
O'
a
b
c
d
B
本课小结
电的种类
直流电
交流电
---方向不随时间变化的电流。
恒定电流：电流大小和方向都不随时间变化的电流。
---大小和方向随时间做周期性变化的电流。
正弦式交变电流：按正弦规律变化的交变电流，简称正弦式电流。
学习指导
闭合线圈置于匀强磁场中，并绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，则产生正弦式交流电。
学习指导
二、中性面
1.定义：线圈平面和磁场垂直的位置。
2.特点：
（1）磁通量最大；
（2）磁通量的变化率、感应电动势为零；
（3）线圈每次经过中性面时，线圈中感应电流方向都要改变，线圈转动一周，感应电流方向改变两次。
学习指导
三、交变电流的变化规律
1.电动势e随时间变化规律：
2.感应电流i随时间变化规律：
3.负载电压u随时间变化规律：
Em=NBSω
sinωt，说明是从中性面开始计时
Em、Im、Um均为峰值
e、i、u均为瞬时值

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