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1、一、交变电流的产生和变化规律,第十七章 交变电流,一、交流发电机的基本结构,交流发电机模型的原理简图,如何实现电流大小和方向都改变,交流发电机模型的原理简图,实验现象：缓慢转动线圈时，电流计指针在左右摇动，线圈每转一周，指针左右摆动一次,1交变电流：大小和方向都随时间作周期变化的电流，叫做交变电流，简称交流 2闭合的线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生交流，但这不是产生交流的惟一方式,二、交流电流的产生过程,矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,甲,特点: BS， 最大， E=0 , I=0 中性面,没有边切割磁感应线,特点:BS，=0，E最大，I最 大，感应电流方向b到a
2、,乙,a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线,丙,特点:BS， 最大， E=0 , I=0 中性面,没有边切割磁感应线,特点:BS，=0，E最大，I最 大，感应电流方向a到b,a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线,丁,设正方形线圈的边长为L，在匀强磁场B中绕垂直于磁场的对称轴以角速度匀速转动，如图所示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O,1、线圈转动一周，电流方向改变多少次？ 2、线圈转到什么位置时磁通量最大？这时感应电动势是最大还是最小？ 3、线圈转到什么位置时磁通量最小？这时感应电动势是最大还是最小,回答问题,4、试推导感应电动势大小的变化规律公式,回答问题,1中性面：线圈平面与磁感线垂直的位
3、置叫做中性面 （1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零（ ab和cd边都不切割磁感线），线圈中的电动势为零 （2）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次,三交变电流的变化规律 以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中的感应电动势（ab和cd边切割磁感线,所以,令,则有,e为电动势在时刻t的瞬时值， Em为电动势的最大值（峰值,NB S,成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时,1）电动势按正弦规律变化,2）电流按正弦规律变化,3）电路上的电压按正弦规律变化,电流通过R时,四、正弦交变电流的图象,交流电的图像,五、其它交变
4、电流波形图,用示波器研究交变电流的变化,交变电流：和 都随时间 做 的电流叫做交变电流 电压和电流随时间按变化的交流电叫正弦交流电 、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会产生 、当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都 不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做线圈平面每经过 中性面一次，感应电流方向就改变一次，因此线圈转动一周，感应电流方向改变,大小,方向,周期性变化,正弦规律,感应电流,中性面,两次,线圈从中性面开始转动，角速度是，线圈中的感应电动势的峰值是Em，那么在任一时刻t感应电动势的瞬时值e为 若线圈电阻为，则感应电流的瞬时值为,e=
5、Emsint,i= (Em/R)sint,交流发电机简介,交流发电机有两种，即 和其中转动的部分叫，不动的部分叫发电机转子是由、或其它动力机带动,旋转磁极式,旋转电枢式,转子,定子,水轮机,蒸汽轮机,将立体图改成平面图研究,如图所示，在场强为B的匀强磁场中，矩形线圈ab边长为L1，bc边长为L2，逆时针绕中轴匀速转动，角速度为，从垂直磁感线开始计时，经过时间是t，线圈中的感应电动势是多少,V,交流发电机的种类,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,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,结论：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,1.方向变化规律,结论：线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量大，但 ab和cd边都不切割磁感线，线圈中的电动势为零（磁通量的变化率为零,2.交流电的大小变化规律
