高中课件 交变电流是怎样产生的.pptVIP

第2节交变电流是怎样产生的

交流发电机的转子和定子1.交流发电机

交流发电机的组成交流发电机主要由线圈（电枢）和磁极组成，磁极有的使用永久磁铁，有的使用电磁铁。用电磁铁做磁极的发电机叫做励磁发电机

交流发电机的分类磁极固定不动，让电枢在磁极中旋转，这种电动机称为旋转电枢式发电机。反之，电枢不动，让磁极在电枢中旋转，称为旋转磁极式发电机。不论哪一种发电机，转动的部分叫转子，固定不动的部分叫定子。

2.交流发电机的产生原理由法拉第电磁感应定律可知：只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，就可以产生感应电动势和感应电流。怎样能使穿过闭合回路的磁通量发生变化让闭合导体与磁极做相对运动

如何实现电流大小和方向都改变电刷滑环

中性面线框平面与磁感线垂直位置。（1）（2）每经过中性面一次，方向就改变一次。特点

交变电流的产生原理特点:B⊥S，Φ最大，E=0,I=0中性面没有边切割磁感应线

交变电流的产生原理特点:B∥S，φ=0，E最大，I最大，感应电流方向b到aa（b）、d（c）边垂直切割磁感应线，

交变电流的产生原理特点:B⊥S，Φ最大，E=0,I=0中性面没有边切割磁感应线

交变电流的产生原理特点:B∥S，φ=0，E最大，I最大，感应电流方向a到ba（b）、d（c）边垂直切割磁感应线，

为了能更方便地说明问题，我们将立体图转化为平面图来分析.

设矩形线圈的ab边长为L1，ad边长为L2在匀强磁场B中绕垂直于磁场的对称轴以角速度匀速转动，如图所示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．3.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）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．注意：与线圈的形状、转轴的位置无关。

成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面开始计时．（1）电动势按正弦规律变化（2）电流按正弦规律变化（3）电路上的电压按正弦规律变化电流通过R时：交变电流的变化规律

e=nBsωsinωt=Emsinωt(从中性面开始计时)e=nBsωcosωt=Emcosωt(从B∥S开始计时)i=(nBsω/R)sinωt=Imsinωt(从中性面开始计时)i=(nBsω/R)cosωt=Imcosωt(从从B∥S开始计时)u=Umsinωt(从中性面开始计时)u=Umcosωt(从从B∥S开始计时)(1)感应电动势:(2)感应电流:(3)外电路电阻两端的电压:

1.建立交流电的瞬时方程必须首先确定Em、ω，同时注意起始位置（是从中性面开始是正弦曲线，e=Emsinωt;从垂直中性面开始是余弦曲线，e=Emcosωt）.2.由Em=N·2BL1v=NBL1L2ω=NBSω=NΦmω可知，峰值Em与线圈的面积有关。而与垂直于磁场方向的转动轴的位置无关，与线圈的形状也无关。3.转速对交变电流的影响：由e=NBSωsinωt可知，当转速增大时，角速度也增大，使得感应电动势随之增大，同时交变电流的变化也加快。

交流电的图像abcdKLABabcdKLABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB

1．在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是，属于正弦交变电流的是。tiABCDABDA例题

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：t1时刻通过线圈的磁通量为零；t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大；每当e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大。答案：D

3.交流发电机工作时的电动势的变化规律为e=EmSinωt，如果转子的转速n提高一倍，其它条件不变，则电动势的变化规律将变化为：A。e=EmSin2ωtB.e=2EmSin2ωtC.e=2EmSin4ωtD.e=2EmSinωt答案B例题3