一电能的获得-发电机的结构和工作原理-PPT课件.ppt

1、一一.电能的获得电能的获得-发电机的结构和工作原理发电机的结构和工作原理二二.安培力安培力通电导体在磁场中的受力通电导体在磁场中的受力三三.直流电动机直流电动机的结构和工作原理的结构和工作原理四四.电流的热效应及其应用电流的热效应及其应用五五.电流的化学效应电流的化学效应英国科学家法拉第建国英国科学家法拉第建国10年的研究，在年的研究，在1831年发现了磁生电的条件年发现了磁生电的条件和规律，实现了他利用和规律，实现了他利用磁场获得电流的愿望。磁场获得电流的愿望。法拉第发现法拉第发现了磁生电，了磁生电，导致了电能的大规模生导致了电能的大规模生产和利用，产和利用，开辟了电气开辟了电气化的新纪元化

2、的新纪元一、一、电磁感应电磁感应GG0G1电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应。感应电流：由于电磁感应产生的电流就叫感应电流电流的方向和电流的方向和_和和_有关。有关。导体的运动方向导体的运动方向磁场的方向磁场的方向1 1、导体要做、导体要做切割切割磁感线磁感线运动。运动。2 2、做切割磁感线运动的只能是、做切割磁感线运动的只能是闭闭合电路合电路的的一部分导体一部分导体产生感应电流的条件产生感应电流的条件如果在电路中再串联一只电压表，此如果在电路中再串联一只电压表，此时电路断开，再重做导体在磁场中作时电路断开，再重做导体在磁场中作垂直

3、于磁感线方向的运动，电流表与垂直于磁感线方向的运动，电流表与电压表的变化？电压表的变化？现象：电流表指针不偏转现象：电流表指针不偏转 电压表指针偏转电压表指针偏转表明：电路中无电流，有电压表明：电路中无电流，有电压如果电路如果电路不闭合不闭合，导体作，导体作切割磁感线切割磁感线运动时，导体运动时，导体不会产生感应电流，不会产生感应电流，但但导体两端产生感应电压导体两端产生感应电压GG0G1V发电机是根据发电机是根据电磁感应电磁感应原理工作的原理工作的 1、发电机的构造和作用、发电机的构造和作用发电机发电机1、组成：、组成：定子定子_ ；转子；转子_2.设计原理：设计原理：在外力的带动下，让转子

4、在磁场中连在外力的带动下，让转子在磁场中连续做切割磁感线运动，线圈中就能持续做切割磁感线运动，线圈中就能持续不断的产生电流。续不断的产生电流。3.能量转化：能量转化：_转化为转化为_线圈线圈电磁铁电磁铁电磁感应电磁感应 机械能机械能电能电能二二.安培力安培力通电导体在磁场中的受力通电导体在磁场中的受力1.安培力：通电导体在中安培力：通电导体在中_受到的作用。受到的作用。2.安培力的方向与通电导体所在的安培力的方向与通电导体所在的_以及导体中以及导体中_的有关。的有关。3.安培力的大小与安培力的大小与_、_以及在以及在磁场中的磁场中的_成正成正比。还与磁场方向比。还与磁场方向和电流方向的和电流方

5、向的_有有关。关。磁场磁场磁场方向磁场方向电流方向电流方向磁场强弱磁场强弱导体长度导体长度电流大小电流大小夹角大小夹角大小左手定则左手定则通电导体在磁场中受到通电导体在磁场中受到力的方向，跟电流方向和磁力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关，三者之间的感线方向有关，三者之间的关系，可用左手定则来判关系，可用左手定则来判定伸开左手，使大拇指跟定伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，把左跟手掌在同一平面内，把左手放入磁场中，让手放入磁场中，让磁感线垂磁感线垂直穿入手心，使四个手指所直穿入手心，使四个手指所指的方向为电流的方向指的方向为电流的方向，那，

6、那么么大拇指所指的方向大拇指所指的方向就是通就是通电导体电导体受力的方向受力的方向定子（磁体）定子（磁体）转子（线圈）转子（线圈）换向器换向器（使线圈的电流方向发生改变，让线圈持续转（使线圈的电流方向发生改变，让线圈持续转动下去）动下去）电刷电刷三三.直流电动机的结构和工作原理直流电动机的结构和工作原理1、组成：、组成：定子定子_ ；转子；转子_线圈线圈电磁铁电磁铁换向器换向器 电刷电刷2.原理：原理：3.转动的方向和转动的方向和_和和_有关。有关。通电线圈在磁场中受力转动通电线圈在磁场中受力转动电流的方向电流的方向磁场的方向磁场的方向讨论分析:.在图甲位置时线圈在图甲位置时线圈abab和和c

7、dcd两段受力方向两段受力方向相反且不在同一直线相反且不在同一直线上上,线圈就转动线圈就转动.在图乙位置时线圈在图乙位置时线圈abab和和cdcd两段受力方向相反且在同两段受力方向相反且在同一直线上一直线上,大小相等大小相等,成为一成为一对平衡力对平衡力,线圈就不转线圈就不转.通电导体和通电线圈在磁场通电导体和通电线圈在磁场里受到力的作用而发生运动的时候里受到力的作用而发生运动的时候,消耗了消耗了,获得了获得了,即即转化为转化为电能电能机械能机械能电能电能机械能机械能换向器换向器（使线圈的电流方向发生改变，让线圈持续转（使线圈的电流方向发生改变，让线圈持续转动下去）动下去）电刷电刷发电机与电动

8、机的比较 1、发电机的构造原则上和电动机是完全、发电机的构造原则上和电动机是完全相同的相同的.2、电动机是消耗电能而输出机械能、电动机是消耗电能而输出机械能;发电机发电机是消耗机械能而输出电能是消耗机械能而输出电能.3 3、发电机的原理是、发电机的原理是利用外力，利用外力，使线圈在马使线圈在马蹄形磁铁的二极间转动，则因通过线圈的磁蹄形磁铁的二极间转动，则因通过线圈的磁场变化而产生感应电流。场变化而产生感应电流。发电机发电机:利用电磁感应原理利用电磁感应原理，将动能转变为电，将动能转变为电能的机械，可分为能的机械，可分为交流发电机和直流发电机交流发电机和直流发电机两类两类.1.交流发电机线圈内和

9、外电路中的电流分别交流发电机线圈内和外电路中的电流分别是（是（）A、交流电和直流电、交流电和直流电 B交流电和交流电交流电和交流电C直流电和交流电直流电和交流电 D直流电和直流电直流电和直流电2.此装置是什么机器？工作原理是什么？此装置是什么机器？工作原理是什么？工作时能量的转化情况怎样？工作时能量的转化情况怎样？B发电机发电机电磁感应原理电磁感应原理机械能转化为电能机械能转化为电能四四.电流的热效应及其应用电流的热效应及其应用1.电流通过导体时，导体会发热的现象叫电流通过导体时，导体会发热的现象叫做电流的热效应。做电流的热效应。2.能量的转化：能量的转化：_。3.电流的热效应和电流的热效应和

10、_，_和和_有关。有关。4.应用：应用：电能转化为内能电能转化为内能电流的大小电流的大小导体的电阻导体的电阻通电的时间通电的时间电熨斗电熨斗 电烤箱电烤箱 电饭煲电饭煲5.焦耳定律：焦耳定律：2Q=I Rt五五.电流的化学效应电流的化学效应能量的转化：能量的转化：_。电能转化为化学能电能转化为化学能2.电能的量度电能的量度1.电功电功 2.电功率电功率3.用电器的额定功率及额定功率的测定用电器的额定功率及额定功率的测定4.电能表电能表5.家庭电路家庭电路 1.1.电流所做的功叫电功电流所做的功叫电功 。用字母用字母W W表示表示2.2.消耗了多少电能，电流就做了多少功。消耗了多少电能，电流就做

11、了多少功。电流做功实质是电能转化为其它形式的能电流做功实质是电能转化为其它形式的能3.3.电功的单位：电功的单位：一、电功一、电功单位名称：单位名称：焦耳焦耳(简称焦简称焦)单位符号单位符号 ：（J J）千瓦时千瓦时(KWh)1KWh=3.6(KWh)1KWh=3.6106 J J 电流在一段电路上做的功，跟这段电电流在一段电路上做的功，跟这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间路两端的电压、电路中的电流和通电时间成正比。成正比。U U的单位：伏特（的单位：伏特（V V）I I 的单位：安培的单位：安培(A(A）t t 的单位：秒的单位：秒 （S S）4.电功的计算电功的计算 W=U I t

12、1J=1 V A S电功：W=U I t或W=I2 R t普遍适用R=U/I对纯电阻电路对纯电阻电路I=U/R2.定义式：定义式：1.定义：电流在单位时间里完成的电功；定义：电流在单位时间里完成的电功；WUItPUItt 3.单位：专门单位瓦（）单位：专门单位瓦（）复合单位：焦每秒（）伏安（）复合单位：焦每秒（）伏安（）且有：且有：常用单位：千瓦（）兆瓦（）毫瓦（常用单位：千瓦（）兆瓦（）毫瓦（mWmW）1KW=10W 1MW=101KW=10W 1MW=106 6W 1mW=10W 1mW=10-W W 了解千瓦时：了解千瓦时：千瓦时（千瓦时（h)=1000W3600s=3.6106J意义：

13、意义：P=WtW=Pt=UIt1焦耳焦耳=1伏伏安安秒秒=1伏伏2 秒秒/欧欧=1安安2 欧欧秒秒W=U2t/R=I2Rt对于对于纯电阻电路纯电阻电路，单位单位:额定电压：额定电压：使用电器正常工作时的电压使用电器正常工作时的电压 额定电压与额定功率额定电压与额定功率额定功率：额定功率：用电器在额定电压下工作时的电功率用电器在额定电压下工作时的电功率用用U额表示表示用用P额表示表示电器电器功率功率电器电器功率功率电器电器功率功率电子表电子表0.001普通灯普通灯照明泡照明泡1560电熨斗电熨斗1001500半导体半导体收音机收音机0.060.4家用电家用电冰箱冰箱100200电饭煲电饭煲300

14、150047cm彩彩电电40台式电台式电脑脑100300家用空家用空调调9502300日光灯日光灯340吸尘器吸尘器800家用电家用电烤炉烤炉4501500一些电器设备的功率（单位：瓦）一些电器设备的功率（单位：瓦）实际电压实际电压：用电器实际工作时的电压：用电器实际工作时的电压 实际功率实际功率：用电器在实际电压下的电：用电器在实际电压下的电功率值。功率值。用用U实表示表示用用P实表示表示例例1:1:一只标有一只标有“220V 220V，60W”60W”的灯泡，的灯泡，在额定电压下工作在额定电压下工作1h 1h 耗电多少度？如耗电多少度？如果电路的电压降到果电路的电压降到 200 V200

15、V，这时它消耗，这时它消耗的实际功率是多少，实际耗电是多少度？的实际功率是多少，实际耗电是多少度？测量小灯泡的电功率（测量小灯泡的电功率（P=UI）讨论：讨论：需要测量哪些物理量？需要测量哪些物理量？需要哪些器材？需要哪些器材？如何记录数据？如何记录数据？（画出实验电路图和数据记录表格）（画出实验电路图和数据记录表格）任务：任务：测小灯泡在以下三测小灯泡在以下三种情况的功率：种情况的功率：1、在额定电压下、在额定电压下 2、在高于额定电压下（、在高于额定电压下（1.2V）3、低于额定电压下、低于额定电压下实验原理：实验原理：用电压表测出用电用电压表测出用电器两端的电压，用电流表测出流过器两端的

16、电压，用电流表测出流过用电器的电流，根据用电器的电流，根据P=UI我们就我们就可以求出用电器的电功率，我们称可以求出用电器的电功率，我们称之为伏安法测电功率。之为伏安法测电功率。作用：测量消耗电能（电功）的工具作用：测量消耗电能（电功）的工具俗称：电度表俗称：电度表又称：千瓦时计又称：千瓦时计（KWhKWh）家庭电路中，电流做了多少功，即消耗了多家庭电路中，电流做了多少功，即消耗了多少电能是否一定要通过计算呢？少电能是否一定要通过计算呢？电能表电能表单相电能表单相电能表单位：千瓦时单位：千瓦时 KWh220V:额定电压额定电压50Hz:交流电频率交流电频率2.5(10)A:允许电流为允许电流为

17、2.5安安短时允许电流为短时允许电流为10安安1440r/KWh:每消耗每消耗1 1 KWhKWh电能，电能，表盘转动表盘转动14401440周。周。表示用表示用1 1 度电电能表的表盘转度电电能表的表盘转30003000转。转。意义意义?说一说一说说家庭电路的基本组成：家庭电路的基本组成：进户线进户线电能表电能表闸刀开关闸刀开关熔丝盒熔丝盒插插座座开关开关家用电器家用电器家庭电路元件示意图：家庭电路元件示意图：说一说：说一说：电路元件之间的电路元件之间的连接方法如何？连接方法如何？A A、开关与它所控制的用电器串联、开关与它所控制的用电器串联 B B、各家用电器之间是并联的、各家用电器之间是

18、并联的 C C、插座和用电器之间是并联的、插座和用电器之间是并联的 一一.进户线进户线相相(火火)线线(L)(L)和零线和零线(N)(N)我国家庭电路的电压为我国家庭电路的电压为220220伏伏相线与零线相线与零线间有间有220220伏伏电压电压 相线与地面相线与地面间有间有220220伏伏电压电压 零线与地面间没有电压零线与地面间没有电压 在低压供电的电源处，零在低压供电的电源处，零线是线是接地接地的，所以没有电的，所以没有电压压 一般连接规定一般连接规定:水平线的水平线的上面上面一根是相线一根是相线,下面下面一一根是零线根是零线;竖直布线的竖直布线的右边右边一根是相线一根是相线,左边左边一

19、根是零线一根是零线.相线相线零线零线二二.电能表电能表电能电能表表闸刀开关闸刀开关进户线先接进户线先接_,_,电能表电能表的两根出线接入的两根出线接入_,_,这是这是家庭电路的家庭电路的_,_,可以控可以控制整个家庭电路制整个家庭电路的的_._.电能表电能表闸刀开关闸刀开关总开关总开关通断通断三、闸刀开关三、闸刀开关1.1.作用作用:接通接通和和切断切断电源，电源，便于更换电器便于更换电器或维修设备或维修设备2.2.闸刀开关的安闸刀开关的安装方法：装方法：电能表的电能表的_接入闸刀开关接入闸刀开关,_的两根的两根出线连接两个熔出线连接两个熔丝盒丝盒.两根出线两根出线闸刀开关闸刀开关四、熔断器四

20、、熔断器（1 1）作用：当电路中的电流过大超过一定限度）作用：当电路中的电流过大超过一定限度 时，保险丝会动熔断，切断电路。时，保险丝会动熔断，切断电路。（2 2）电路中的电流过大的原因）电路中的电流过大的原因 电路过载电路过载(用电器总功率过大用电器总功率过大)发生短路发生短路（3 3）熔丝材料：由低熔点的铅、锑合金制成）熔丝材料：由低熔点的铅、锑合金制成保险丝的保险丝的安装与选择安装与选择选做保险丝的材料特点：选做保险丝的材料特点：1 1、电阻率大电阻率大 2 2、熔点低、熔点低 家用保险丝由家用保险丝由铅锑铅锑合金丝合金丝制成。制成。熔丝越线径越大，熔断的电流就越大。实际中应根据熔丝越线

21、径越大，熔断的电流就越大。实际中应根据电路设计的安全电流，选择合适的保险丝。电路设计的安全电流，选择合适的保险丝。家庭电路中严禁用家庭电路中严禁用铜丝铜丝或或铁丝铁丝代替保险丝，以免发生事故！代替保险丝，以免发生事故！（4 4）原理：利用电流的热效应）原理：利用电流的热效应,当电路中的电流当电路中的电流 过大超过熔丝的熔断电流时，温度达到过大超过熔丝的熔断电流时，温度达到 熔丝的熔点，而使熔丝熔断。熔丝的熔点，而使熔丝熔断。（5 5）熔丝熔断时，应根据电路情况，选用相应熔丝熔断时，应根据电路情况，选用相应 的熔丝，切不可用较粗的熔丝替换的熔丝，切不可用较粗的熔丝替换,更不可更不可 用铜丝、铁丝

22、替代。用铜丝、铁丝替代。（6 6）为了用电安全，只在）为了用电安全，只在相线相线处处串联串联熔断器。熔断器。一一.开关：开关：作用：控制用电器电流的通断。作用：控制用电器电流的通断。接线：在家庭电路中，要让相线接线：在家庭电路中，要让相线 先进开关，然后再接到灯座。先进开关，然后再接到灯座。零线直接进灯座。零线直接进灯座。保证开关断开时，灯座中不带电。保证开关断开时，灯座中不带电。灯座灯座 带电，带电，会导会导 致触电。致触电。灯座灯座中不中不带电带电二、插座二、插座 1 1、作用：、作用：为移动电器提供电压为移动电器提供电压 2 2、安装方法：、安装方法：插座右端接火线，左端接零插座右端接火

23、线，左端接零线，并与电灯或其它插座线，并与电灯或其它插座并联并联。插座：插座：分类分类按能否移动分按能否移动分可移动插座可移动插座不可移动插座不可移动插座按孔的多少分按孔的多少分两孔插座两孔插座三孔插座三孔插座接用电器金属外壳火线接地聊一聊：聊一聊：用电器的金属外壳为什么要接地呢？用电器的金属外壳为什么要接地呢？零线火零火零线线线线火零火零线线线线发发生生触触电电事事故故避避免免了了触触电电事事故故三、灯泡和灯座三、灯泡和灯座 1 1、原理：利用、原理：利用电流的热效应电流的热效应制成的，灯丝正常发光时，制成的，灯丝正常发光时，达到白炽状态，温度可达达到白炽状态，温度可达28002800。2

24、2、构造：（、构造：（1 1）灯丝：用熔点很高）灯丝：用熔点很高(3410)(3410)的钨做的的钨做的 （2 2）灯泡内：）灯泡内：为了防止钨丝在高温下被烧断，为了防止钨丝在高温下被烧断，小功率的灯泡都抽成真空小功率的灯泡都抽成真空 大功率（大功率（60w60w以上）灯泡充进氮气和以上）灯泡充进氮气和 氩气，以阻碍钨丝在高温下升华氩气，以阻碍钨丝在高温下升华 3 3、种类：（、种类：（1 1）插口式：（介绍灯泡和灯头）安装：）插口式：（介绍灯泡和灯头）安装：（2 2）螺旋式：（介绍灯泡和灯头）安装：）螺旋式：（介绍灯泡和灯头）安装：四、测电笔：四、测电笔：1.1.构造：构造：笔尖金属体笔尖金

25、属体 电阻电阻 氖管氖管 弹簧弹簧 笔尾金属体笔尾金属体2.2.使用方法：使用方法：手触笔尾金属体，笔尖金属体接触电线，手触笔尾金属体，笔尖金属体接触电线，触火线：氖管发光，触火线：氖管发光，触零线：氖管不发光触零线：氖管不发光电的安全使用一、安全电流和电压1、触电：是指电流通过人体达到一定值 时引起的伤害事故。2、通过人体电流大小取决于外加电压和人体电阻（I=U/R)3、安全电压：一般情况下，36伏以下(不高于），但在潮湿的环境中应24V或12V二、触电事故二、触电事故 家庭电路的照明电压照明电压：220V 工厂电路的动力电压动力电压：380V（一）低压电：（一）低压电：（二）高压电：（二）高压电：单线触电、双线触电单线触电、双线触电高压电弧触电、跨步电压触电高压电弧触电、跨步电压触电原因：人直接或间接与火线接触而造成原因：人直接或间接与火线接触而造成三、安全用电常识：1、安全用电原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体2、特别警惕：本来不应该带电的物体带了电，本来应该绝缘的物体导了电。3、触电时的正确措施：切断电源是第一任务。