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5.1交变电流
第五章 交变电流 (1)线圈经过中性面时,感应电动势为零,感应电流为零。 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 ) * 一、交变电流 1、交变电流: 大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流,简称交流(AC)。 2、直流电: 方向不随时间变化的电流叫做直流电,简称直流(DC)。 下图为交流发电机发电过程的示意图: ABCD——线圈(切割磁感线) K、L——圆环 E 、 F——电刷 } 使线圈在转动时保 持与外电路的连接 二、交变电流的产生 1、在线圈由甲转到乙的过程中,AB边中电流向哪 个方向流动? 由B→A A(B) D(C) A(B) D(C) 2、在线圈由丙转到丁的过程中,AB边中电流向哪 个方向流动? 由A→B D(C) A(B) B D(C) A(B) B 3、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? 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! A(B) D(C) A(B) D(C) D(C) A(B) B D(C) A(B) B 在线圈的转动过程中,穿过线圈的磁通量、线圈中的感应电动势、感应电流有什么特点? 线圈经过甲、丙位置时,电流方向发生改变。 (2)线圈每经过中性面一次,交流电方向改变一次,线圈每转动一周(交流电的一个周期) ,两次经过中性面,交流电的方向改变两次。 中性面 A(B) D(C) 与磁感线垂直的平面 设线圈平面从中性面开始转动,角速度是ω。经过时间t,AB、CD宽L1,AD、BC长L2 ,磁感应强度是B。 B v A(B) D(C) t=0 θ v11 v⊥ 中性面 (1)线圈与中性面的夹角是多少? (2)AB边的速度多大? (3)AB边速度方向与磁场方向夹角是多大? (4)AB边中的感应电动势多大? (5)线圈中的感应电动势多大? 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) =NBωS 若为N匝线圈 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动时,所产生的交变电流按照正弦函数的规律变化——正弦式交流电流 1、此表达形式仅在从中性面开始计时的情况下成立 2、若该线圈给外电阻R供电,设线圈本身电阻为r,由闭合电路欧姆定律 R两端的电压为 四、交变电流的种类 (1)正弦交流电 (2)示波器中的锯齿波扫描电压 (3)电子计算机中的矩形脉冲 (4)激光通信中的尖脉冲 1、交变电流:大小和方向都随时间作周期性变化的电流。 3、交变电流的变化规律: (1)方向变化规律-------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。 (2)大小变化规律-------按正弦规律变化: e=Emsinωt Em=NBSω叫电动势的最大值 i=Imsinωt Im=Em/R叫电流的最大值 u=Umsinωt Um=ImR叫电压的最大值 小结 2、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动 1、下列表示交变电流的有( ) i i t t i t (A) (B) (C) (D) 0 0 0 0 t (E) 0 t e u CE 2、一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动,线圈中的感应电动势随时间的变化规律如图所示,下面说法中正确的是( ) A、T1时刻通过线圈的磁通量为零; B、T2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大; C、T3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大; D、每当e变换方向时,通过线圈的磁通量的绝对值都为最大。 D *
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