1、3.1 交变电流交变电流1、交变电流交变电流:大小和方向随时间大小和方向随时间_的电流的电流,简称简称交流交流(AC)。如图所示。如图所示。2、直流直流:_不随时间变化的电流不随时间变化的电流,称为直流称为直流(DC)。3、恒定电流恒定电流:_和和_不随时间变化的电流。不随时间变化的电流。周期性变化方向大小方向一、交变电流（概念）一、交变电流（概念）tI0tI0家庭用电都为交流电，家庭用电都为交流电，各种电池供给的电流就是直流电各种电池供给的电流就是直流电1、观察下列几个电流与时间的图象,判断哪些是交变电流？（1）（2）（5）二、交变电流的产生线圈线圈在在匀强磁场匀强磁场中绕中绕垂直垂直于磁场
2、的中心轴于磁场的中心轴匀速匀速转动，转动，就产生了就产生了交流电交流电。过程分析过程分析ABAB、CDCD没有切没有切割，割，E=0E=0、I=0I=0，磁通量最大，磁通量最大，磁通量变化率磁通量变化率最小为零最小为零E E最大、最大、I I最大、最大、方向：方向：BADCB，磁通，磁通量为零，磁通量为零，磁通量变化率最大量变化率最大ABAB、CDCD没有切没有切割，割，E=0E=0、I=0I=0，磁通量最大，磁通量最大，磁通量变化率磁通量变化率最小最小为零为零E E最大、最大、I I最大、最大、方向：方向：ABCDA，磁通，磁通量为零，磁通量为零，磁通量变化率最大量变化率最大中性面中性面：线
3、圈平面与磁感线垂直垂直时的位置。中性面特点：中性面特点：(1)线圈处于中性面位置时,穿过线圈的最大，最大，但线圈中的电流为零电流为零。(2)线圈每次经过中性面时,线圈中感应电流方向都要改变。线圈转动一周,感应电流方向改变两次改变两次。三、交变电流的变化规律三、交变电流的变化规律BvA(B)D(C)t = 0vv中性面中性面ABCD线圈与中性面的夹角是多少？线圈与中性面的夹角是多少？ABAB边的速度多大？边的速度多大？ABAB边切割磁感线的有效速度多大？边切割磁感线的有效速度多大？ =wt=wt2dwv wt2wdvvsinsin线圈线圈从中性面开始转动，角速度从中性面开始转动，角速度 。经过时
4、。经过时间间 t t，ABAB、CDCD宽宽 L L，ADAD、BC BC 长长 d d。ABAB边中的感应电动势多大？边中的感应电动势多大？线圈中的感应电动势多大？线圈中的感应电动势多大？线圈的面积：线圈的面积：S=ldS=ld三、交变电流的变化规律三、交变电流的变化规律twdBlBlveABsin2e=ee=eABAB+e+eDCDCwtwBldt2wdBl2Blv2esinsine=wBSsinwte=wBSsinwt正弦式交流电的图像（正弦式交流电的图像（中性面开始计时中性面开始计时）路端电压：路端电压：u=Uu=Um msint sint ，U Um m=I=Im mR R叫电压的最
5、大值（峰值）叫电压的最大值（峰值）电路中的电流：电路中的电流：i i= =I Im msint sint ，I Im m=E=Em m/R/R叫电流的最大值（峰值）叫电流的最大值（峰值）若为若为N N匝线圈，则匝线圈，则E Em m= =N Nw wBSBS，电动势的最大值（峰值）电动势的最大值（峰值）设设E Em m= =w wBSBS，e=Ee=Em msinwtsinwt所以电动势随时间所以电动势随时间t t，按正弦规律变化。，按正弦规律变化。三、交变电流的变化规律三、交变电流的变化规律三、交变电流的变化规律三、交变电流的变化规律重点说明：重点说明：1、e 为电动势在时刻 t 的瞬时值，
6、Em为电动势的最大值（峰值）2、若线圈从平行磁场位置的位置开始计时，eEmcos t3、峰值与开始计时的位置及线圈转动的时间无关，与线圈形状无关，与转轴的位置无关线圈（叫电枢）线圈（叫电枢） 产生感应电动势产生感应电动势磁极磁极产生磁场产生磁场基本组成基本组成基本种类基本种类旋转电枢式旋转电枢式电枢动，磁极不动电枢动，磁极不动旋转磁极式旋转磁极式磁极动，电枢不动磁极动，电枢不动四、交流发电机四、交流发电机 无论哪种发电机，无论哪种发电机，转动的部分转动的部分叫叫转子转子，不动的部分不动的部分叫叫定子定子。旋转电枢式的缺点：旋转电枢式的缺点：旋转磁极式的优点：旋转磁极式的优点：电压高会火花放电、
7、电枢无法做大电压高会火花放电、电枢无法做大高电压、高功率输出高电压、高功率输出课堂训练课堂训练1 1、 一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311V311V，线圈在磁场中转动的角速度，线圈在磁场中转动的角速度100rad/s100rad/s。 （1 1）写出感应电动势的瞬时值表达式。）写出感应电动势的瞬时值表达式。 （2 2）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路的）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路的 总电阻总电阻为为100100，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式，在，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式
8、，在t=1/120st=1/120s时时电流强度的瞬时值为多少？电流强度的瞬时值为多少？（3 3）线圈从中性面转过）线圈从中性面转过180180度的过程中，电动势的最大值、平均值度的过程中，电动势的最大值、平均值分别是多少？分别是多少？（4 4）转动过程中磁通量的变化率最大值是多少？）转动过程中磁通量的变化率最大值是多少？答案答案（1 1）e e=311Sin100=311Sin100t t （3 3）E E m m=311V =311V E E= =N N /t t=2=2NBSNBS/ / 198V198V（2 2）I I=3.11Sin=3.11Sin（100100 * *1/1201/120）=3.11=3.11* *1/2=1.551/2=1.55（A A）（4 4） /t t=311/N=311/N（Wb/sWb/s）感谢聆听感谢聆听
