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1、第五章 交变电流交变电流itit1 1直流直流（DCDC）: :方向不随时间变化的电流方向不随时间变化的电流. .交变电流交变电流（ACAC）：大小和方向都随时间）：大小和方向都随时间做周期性变化的电流，简称做周期性变化的电流，简称交流交流。一电流分类一电流分类二、教学用交流发电机二、教学用交流发电机GAB二、教学用交流发电机二、教学用交流发电机问题探究：探究：发电机机为什么能什么能产生方向周生方向周期性期性变化的交化的交变电流呢？流呢？1.在转动过程中，矩形线圈的哪些边切割磁感线产在转动过程中，矩形线圈的哪些边切割磁感线产生感应电动势？生感应电动势？2.试对图表中的位置进行分析，判断线圈中感
2、应电试对图表中的位置进行分析，判断线圈中感应电流的方向。流的方向。ABCDe = 0ABCDDC B AABCDDC B AABCDDC B ADCBAe = 0DBCAA B C DDBCAA B C DDBCAA B C De = 0DC B ADC B ADC B Ae = 0A B C DA B C DA B C D1、中性面：、中性面：当线圈处于上图所示的位置时，线圈与磁场当线圈处于上图所示的位置时，线圈与磁场垂直，此时穿过线圈的磁通量最大，感应电动势垂直，此时穿过线圈的磁通量最大，感应电动势为零，把这个位置又称为为零，把这个位置又称为“中性面中性面”。问题探究问题探究发电机产生的交
3、流电的大小又满足什么样的规律呢？ 假设某时刻线框平面与中性面的夹角为假设某时刻线框平面与中性面的夹角为，已知矩形框边长分别为已知矩形框边长分别为L L1 1、L L2 2，线框绕中心轴匀速，线框绕中心轴匀速转动的角速度为转动的角速度为，匀强磁场磁感应强度为，匀强磁场磁感应强度为B B，试，试求此时线框中产生的总的感应电动势的大小。求此时线框中产生的总的感应电动势的大小。BL1L2分析：分析： L1L2B) )v每条切割边的线速度为：每条切割边的线速度为： 每边产生的感应电动势为：每边产生的感应电动势为： 一匝线圈产生的感应电动势为：一匝线圈产生的感应电动势为： 从中性面开始计时：从中性面开始计
4、时： 2、从中性面开始从中性面开始计时，交流，交流发电机机产生的生的电动势瞬瞬时值为：波形波形图如右：如右：Em称称为电动势的的峰峰值。etEm-Em电路中路中电动势的瞬的瞬时值表达式表达式电路中的路中的电流瞬流瞬时值表达式表达式电路中的路中的电压瞬瞬时值表达式表达式 3、电路中路中电流按正弦流按正弦规律律变化的交流化的交流电叫做叫做正正弦式交弦式交变电流流，这是最是最简单又最基本的交又最基本的交变电流流.e 正弦式电流正弦式电流锯齿形电流锯齿形电流矩形脉冲电流矩形脉冲电流脉冲电流脉冲电流三、几种常三、几种常见的交的交变电流流课堂小结：课堂小结：什么是交变电流什么是交变电流交变电流在什么时候得
5、到最大值？什么时交变电流在什么时候得到最大值？什么时候得到最小值？中性面的位置在哪里？候得到最小值？中性面的位置在哪里？正弦式电流的瞬时值的表达式？正弦式电流的瞬时值的表达式？ 图象？图象？ 1、根据交变电流的定义，下列电流的波形图哪、根据交变电流的定义，下列电流的波形图哪些是交流电（）些是交流电（）问题与练习：问题与练习：BDF问题与练习：问题与练习：2、右图是正弦交流电的波形图，哪个时刻磁通、右图是正弦交流电的波形图，哪个时刻磁通量最大？哪个位置磁通量变化率最大？量最大？哪个位置磁通量变化率最大？ett1t2t3t4问题与练习：问题与练习：3. 3. 矩形线圈在匀强磁场中绕平面内的中心轴匀
6、速转矩形线圈在匀强磁场中绕平面内的中心轴匀速转动。已知线圈共有动。已知线圈共有N N100100匝，边长分别为匝，边长分别为20cm20cm、10cm10cm，磁感应强度磁感应强度 B=0.01TB=0.01T，线圈的转速线圈的转速n=50r/sn=50r/s，求：，求：（1 1）电动势的最大值及对应的线圈位置。电动势的最大值及对应的线圈位置。（2 2）电动势瞬时值表达式。）电动势瞬时值表达式。（3 3）当线圈与中性面夹角为）当线圈与中性面夹角为30300 0时，线圈中产生时，线圈中产生的感应电动势的瞬时值。的感应电动势的瞬时值。问题与练习：问题与练习：解：解：（1 1）（3 3）当线圈与中性面夹角为）当线圈与中性面夹角为30300 0时时当线框平面与磁场平行时感应电动势最大当线框平面与磁场平行时感应电动势最大（2 2）电动势瞬时值表达式）电动势瞬时值表达式
