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1、第一节第一节 交变电流交变电流学学.科科.网网学习目标1 1、知道什么是交变电流、知道什么是交变电流、知道什么是交变电流、知道什么是交变电流2 2、理解交变电流产生的原理、理解交变电流产生的原理、理解交变电流产生的原理、理解交变电流产生的原理3 3、知道交变电流的变化、知道交变电流的变化、知道交变电流的变化、知道交变电流的变化规律规律规律规律学学.科科.网网 利用电流传感器（或电压传感器）可以可以在荧利用电流传感器（或电压传感器）可以可以在荧利用电流传感器（或电压传感器）可以可以在荧利用电流传感器（或电压传感器）可以可以在荧光屏上绘出电流（或电流）随时间变化的光屏上绘出电流（或电流）随时间变化
2、的光屏上绘出电流（或电流）随时间变化的光屏上绘出电流（或电流）随时间变化的图象图象图象图象学学.科科.网网可见，不同的电流波形是不相同的！可见，不同的电流波形是不相同的！可见，不同的电流波形是不相同的！可见，不同的电流波形是不相同的！观看实验观看实验1 1观看实验观看实验2 2交变电流交变电流交变电流交变电流交变电流 大小和方向都随时间做周期性变化的电流大小和方向都随时间做周期性变化的电流大小和方向都随时间做周期性变化的电流大小和方向都随时间做周期性变化的电流简称简称简称简称交流交流交流交流如：家庭电路中的电流如：家庭电路中的电流如：家庭电路中的电流如：家庭电路中的电流直流直流直流直流 方向不
3、随时间变化的方向不随时间变化的方向不随时间变化的方向不随时间变化的电流电流电流电流学学.科科.网网如：电池提供的电流如：电池提供的电流如：电池提供的电流如：电池提供的电流交变电流可以变成直流！交变电流可以变成直流！交变电流可以变成直流！交变电流可以变成直流！交变电流的产生手摇发电机手摇发电机手摇发电机手摇发电机 教学用手摇发电机产教学用手摇发电机产教学用手摇发电机产教学用手摇发电机产生的电流，大小和方向都生的电流，大小和方向都生的电流，大小和方向都生的电流，大小和方向都在不断地变化，是一种交在不断地变化，是一种交在不断地变化，是一种交在不断地变化，是一种交变电流变电流变电流变电流交变电流是如何
4、产生的呢？交变电流是如何产生的呢？交变电流是如何产生的呢？交变电流是如何产生的呢？交变电流的产生交变电流产生示意图：交变电流产生示意图：交变电流产生示意图：交变电流产生示意图：交变电流的产生ABCDABCD线圈（切割磁感线）线圈（切割磁感线）线圈（切割磁感线）线圈（切割磁感线）K K、LL圆环圆环圆环圆环E E 、 FF电刷电刷电刷电刷使线圈在转动时保使线圈在转动时保使线圈在转动时保使线圈在转动时保持与外电路的持与外电路的持与外电路的持与外电路的连接连接连接连接学学.科科.网网交变电流的产生假如线圈沿逆时针转动，分析下面几个问题假如线圈沿逆时针转动，分析下面几个问题假如线圈沿逆时针转动，分析下
5、面几个问题假如线圈沿逆时针转动，分析下面几个问题1 1、在线圈由甲转到乙的过程中，、在线圈由甲转到乙的过程中，、在线圈由甲转到乙的过程中，、在线圈由甲转到乙的过程中，ABAB边中电流向哪边中电流向哪边中电流向哪边中电流向哪 个方向流动个方向流动个方向流动个方向流动？学学.科科.网网由由由由BABA交变电流的产生假如线圈沿逆时针转动，分析下面几个问题假如线圈沿逆时针转动，分析下面几个问题假如线圈沿逆时针转动，分析下面几个问题假如线圈沿逆时针转动，分析下面几个问题2 2、在线圈由丙转到丁的过程中，、在线圈由丙转到丁的过程中，、在线圈由丙转到丁的过程中，、在线圈由丙转到丁的过程中，ABAB边中电流向
6、哪边中电流向哪边中电流向哪边中电流向哪 个方向流动？个方向流动？个方向流动？个方向流动？由由由由ABAB交变电流的产生假如线圈沿逆时针转动，分析下面几个问题假如线圈沿逆时针转动，分析下面几个问题假如线圈沿逆时针转动，分析下面几个问题假如线圈沿逆时针转动，分析下面几个问题3 3、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流？转到什么、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流？转到什么、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流？转到什么、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流？转到什么 位置时线圈中电流最大？位置时线圈中电流最大？位置时线圈中电流最大？位置时线圈中电流最大？ 线圈转到甲、丙位置时线圈中没有电流；线圈转到甲、
7、丙位置时线圈中没有电流；线圈转到甲、丙位置时线圈中没有电流；线圈转到甲、丙位置时线圈中没有电流；转到乙、丁位置时线圈中电流最大！转到乙、丁位置时线圈中电流最大！转到乙、丁位置时线圈中电流最大！转到乙、丁位置时线圈中电流最大！中性面中性面-与磁感线垂直的平面与磁感线垂直的平面线圈经过中性面时，感应电动势为零，感线圈经过中性面时，感应电动势为零，感应电流为零，线圈呈电中性应电流为零，线圈呈电中性中性面。中性面。当线圈平面与中性面当线圈平面与中性面垂直垂直时，感应电动势时，感应电动势最大最大，感应电流，感应电流最大最大。线圈每经过中性面一次，交流电方向改变线圈每经过中性面一次，交流电方向改变一次一次
8、，线圈每转动，线圈每转动一周一周（交流电的一个周期）（交流电的一个周期） ，两次两次经过中性面，交流电的方向改变经过中性面，交流电的方向改变两次两次。交变电流的产生假如线圈沿逆时针转动，分析下面几个问题假如线圈沿逆时针转动，分析下面几个问题假如线圈沿逆时针转动，分析下面几个问题假如线圈沿逆时针转动，分析下面几个问题4 4、大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，、大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，、大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，、大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线， 在坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置在坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置在坐标上标出线圈
9、到达甲、乙、丙、丁几个位置在坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置 时对应的时刻。时对应的时刻。时对应的时刻。时对应的时刻。观看实验观看实验交变电流的变化规律 由以上的演示可以看出，交变电压随时间变化的由以上的演示可以看出，交变电压随时间变化的由以上的演示可以看出，交变电压随时间变化的由以上的演示可以看出，交变电压随时间变化的图象是正弦曲线，这说明发电机线圈中产生的感应电图象是正弦曲线，这说明发电机线圈中产生的感应电图象是正弦曲线，这说明发电机线圈中产生的感应电图象是正弦曲线，这说明发电机线圈中产生的感应电动势也是按照正弦规律变化的，它可以写做：动势也是按照正弦规律变化的，它可以写做：动势也
10、是按照正弦规律变化的，它可以写做：动势也是按照正弦规律变化的，它可以写做：e=EmsinWtee电动势的电动势的电动势的电动势的瞬时值瞬时值瞬时值瞬时值E Emm它达到的它达到的它达到的它达到的峰值峰值峰值峰值发电机线圈转动的发电机线圈转动的发电机线圈转动的发电机线圈转动的角速度角速度角速度角速度交变电流的变化规律 发电机连接负载时，通过电路中的电流也是按照正发电机连接负载时，通过电路中的电流也是按照正发电机连接负载时，通过电路中的电流也是按照正发电机连接负载时，通过电路中的电流也是按照正弦规律变化的，它也可以用三角函数式表达：弦规律变化的，它也可以用三角函数式表达：弦规律变化的，它也可以用三
11、角函数式表达：弦规律变化的，它也可以用三角函数式表达：i=ImsinWtii电流的电流的电流的电流的瞬时值瞬时值瞬时值瞬时值I Imm它能达到的它能达到的它能达到的它能达到的峰值峰值峰值峰值交变电流的变化规律 当交变电流通过电阻当交变电流通过电阻当交变电流通过电阻当交变电流通过电阻R R时，根据欧姆定律，电阻时，根据欧姆定律，电阻时，根据欧姆定律，电阻时，根据欧姆定律，电阻两端的电压跟通过电阻的电流成正比，所以电压也按两端的电压跟通过电阻的电流成正比，所以电压也按两端的电压跟通过电阻的电流成正比，所以电压也按两端的电压跟通过电阻的电流成正比，所以电压也按正弦规律变化，其表达式是：正弦规律变化，
12、其表达式是：正弦规律变化，其表达式是：正弦规律变化，其表达式是：u=UmsinWtu电压的电压的瞬时值瞬时值Um它达到的它达到的峰值峰值交变电流的变化规律 如果以时间如果以时间如果以时间如果以时间t t为横坐标，以电流为横坐标，以电流为横坐标，以电流为横坐标，以电流i i或电压或电压或电压或电压u u为纵坐为纵坐为纵坐为纵坐标，把电流或电压变化的规律用曲线画出来，会得标，把电流或电压变化的规律用曲线画出来，会得标，把电流或电压变化的规律用曲线画出来，会得标，把电流或电压变化的规律用曲线画出来，会得到下图所示的到下图所示的到下图所示的到下图所示的正弦曲线正弦曲线正弦曲线正弦曲线。 按正弦规律变化
13、的交变电流叫做按正弦规律变化的交变电流叫做按正弦规律变化的交变电流叫做按正弦规律变化的交变电流叫做正弦交变电流正弦交变电流正弦交变电流正弦交变电流。简称简称简称简称正弦式电流正弦式电流正弦式电流正弦式电流。它是一种最简单、最基本的交变电。它是一种最简单、最基本的交变电。它是一种最简单、最基本的交变电。它是一种最简单、最基本的交变电流。我国家庭电路中的交变电流就是正弦交变电流流。我国家庭电路中的交变电流就是正弦交变电流流。我国家庭电路中的交变电流就是正弦交变电流流。我国家庭电路中的交变电流就是正弦交变电流 除此，工程技术中经常采用的交变电流还有另外除此，工程技术中经常采用的交变电流还有另外除此，
14、工程技术中经常采用的交变电流还有另外除此，工程技术中经常采用的交变电流还有另外的几种，如：的几种，如：的几种，如：的几种，如：家庭电路中的家庭电路中的家庭电路中的家庭电路中的正弦交变电流正弦交变电流正弦交变电流正弦交变电流示波器中的锯齿示波器中的锯齿示波器中的锯齿示波器中的锯齿波形扫描电压波形扫描电压波形扫描电压波形扫描电压 除此，工程技术中经常采用的交变电流还有另外除此，工程技术中经常采用的交变电流还有另外除此，工程技术中经常采用的交变电流还有另外除此，工程技术中经常采用的交变电流还有另外的几种，如：的几种，如：的几种，如：的几种，如：电子计算机中电子计算机中电子计算机中电子计算机中的矩形脉
15、冲的矩形脉冲的矩形脉冲的矩形脉冲激光通信用激光通信用激光通信用激光通信用的尖脉冲的尖脉冲的尖脉冲的尖脉冲练习 一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为E Emm=400V=400V，线圈匀速转动的角速度为，线圈匀速转动的角速度为，线圈匀速转动的角速度为，线圈匀速转动的角速度为=314rad/s=314rad/s，试写出电动，试写出电动，试写出电动，试写出电动势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总势瞬时值的表达式
16、。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总电阻为电阻为电阻为电阻为20002000，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表达式。达式。达式。达式。e=Ee=EmmsinsinWWt=400sin314tt=400sin314t解：解：解：解：电动势瞬时值的表达式为：电动势瞬时值的表达式为：电动势瞬时值的表达式为：电动势瞬时值的表达式为：电流峰值为：电流
17、峰值为：电流峰值为：电流峰值为：I Imm=E=Emm/R=4002000=0.2A/R=4002000=0.2A电流瞬时值的表达式为：电流瞬时值的表达式为：电流瞬时值的表达式为：电流瞬时值的表达式为：i=i=I ImmsinsinWWt=2sin314tt=2sin314t小结1 1、大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变、大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变、大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变、大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变 电流电流电流电流2 2、方向不随时间变化的电流叫直流、方向不随时间变化的电流叫直流、方向不随时间变化的电流叫直流、方向不随时间变化的电流叫直流3 3、按正弦规律变化的交变电流叫做正弦交变电流、按正弦规律变化的交变电流叫做正弦交变电流、按正弦规律变化的交变电流叫做正弦交变电流、按正弦规律变化的交变电流叫做正弦交变电流
