课题:交变电流的产生和变化规律
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课题:交变电流的产生和变化规律. 执教:江苏省外国语学校 张 飞. The Best Way To Learn Anything Is To Discover It By Yourself!. 二、交变电流的产生. 一、为什么要开发和使用交变电流?. ♣ 电路性能更丰富、可用电元件更多. ♣ 便于远距离输送. 三、交变电流的变化规律. 问题: 线圈经过什么位置时,电流的方向发生变化?. 1. 方向变化规律: 中性面 -------- 在线圈平面垂直于磁感线时,各边都不切割磁感线,线圈中没有感应电流,这样的位置叫中性面。

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课题:交变电流的产生和变化规律

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Presentation Transcript


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课题:交变电流的产生和变化规律

执教:江苏省外国语学校 张 飞


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The Best Way To Learn Anything Is To Discover It By Yourself!


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二、交变电流的产生


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一、为什么要开发和使用交变电流?

♣ 电路性能更丰富、可用电元件更多

♣ 便于远距离输送


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三、交变电流的变化规律

问题:线圈经过什么位置时,电流的方向发生变化?

1.方向变化规律: 中性面--------在线圈平面垂直于磁感线时,各边都不切割磁感线,线圈中没有感应电流,这样的位置叫中性面。

线圈平面每经过中性面一次,感应电流的方向就改变一次,线圈转动一周,感应电流的方向改变两 次。


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问题:交流电的大小变化规律是怎样的?


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V

a

d

V

中性面

B


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V

a

d

V

中性面

B


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V

a

d

V

中性面

B


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V

a

d

V

中性面

B


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V

a

d

V

中性面

B


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V

a

d

V

中性面

B


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V

a

d

V

中性面

B


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V

a

d

V

中性面

B


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V

d

中性面

a

V

B


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V

d

a

中性面

V

B


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V

d

V

a

中性面

B


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V

a

d

中性面

V

B


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V

a

d

中性面

V

B


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V

a

d

中性面

V

B


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V

a

d

中性面

V

B


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V

a

d

V

中性面

B


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V

ωt

a

中性面

d

V

B

线圈平面

ωt


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设线圈平面从中性面开始转动,角速度是ω ,经过时间t,线圈转过的角度是ωt ,ab边的线速度v的方向跟磁感线的夹角也是ωt.ab边的长度为l,则ab边中的感应电动势是:

ωt

V

ωt

a

中性面

d

V

线圈平面

B

eab=Blvsinωt


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2.大小变化规律------电动势的瞬时值

cd边中的感应电动势跟ab边中的大小相同,而且两边又是串联的,所以线圈中总感应电动势为

eab=2Blvsinωt

令 Em=2Blv=BSω 叫电动势的最大值

线圈的电动势的瞬时值:e=Emsinωt


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E r

S

R

  • 把线圈的电阻组成闭合电路,电路中就有感应电流,实验证明,在只含有电阻的电路中,适用于直流电路的欧姆定律也适用于交流电路。其等效电路图如右:

设闭合电路的总电阻为R,则

电流的瞬时值:i=e/R =Emsimωt/R

得: i=Imsinωt Im=Em/R

这时电路某一段上电压同样是按正弦规律变化的,

电压的瞬时值:u=iR=Imsinωt R

得: u=Umsinωt Um=ImR

这种按正弦规律变化的交流电(电动势e、电流i、电压u)叫正弦交流电。

表达式:e=Emsinωt Em叫电动势的最大值

i=Imsinωt Im叫电流的最大值

u=Umsinωt Um叫电压的最大值

ω=2πf=2π/ T

叫角频率


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三、正弦交变电流的图象


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B

c

b

c

b

b

a

c

e

d

a

d

a

c

d

Em

k

k

K

A

A

A

L

b

L

c

b

L

d

B

K

B

A

t

T/4

2T/4

3T/4

T

L

a

π

o

π/2

3π/2

B

ωt

a

d

k

A

L

B


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i

Im

T/4

2T/4

3T/4

T

π

o

π/2

3π/2

ωt

u

Um

t

T/4

2T/4

3T/4

T

t

3π/2

o

π/2

π

ωt

按正弦规律变化的交变电流叫正弦交变电流


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其它交变电流波形图


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N匝线圈的连接方式实质上是串联。

(1)e=NBSωsinωt,Em=NBSω

(2)根据欧姆定律Im=Em/Rn=BSω/R

余弦波

☆问题1:矩形线圈的面积为S,匝数为N,匀强磁场的磁感应强度为B,绕 

    中轴以ω角速度匀速转动。

  (1)从线圈转到中性面开始计时,感应电动势的瞬时值表达式。

  (2)若每匝线圈的电阻为R,则线圈中的感应电流的最大值是多少?

☆问题2:若从线圈转到与磁感线平行时开始计时,交变电流的波形图又

    是怎样的呢?

☆问题3:交变电流能转换成直流电吗?


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