1、5.1 交 变 电 流,直流电(DC),电流方向不随时间而改变,交变电流(AC),大小和方向都随时间做周期性变化的电流,交流发电机模型的原理简图,二、交变电流的产生,矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,二、交变电流的产生,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,BS,最大,E=0,I=0,中性面,二、交变电流的产生,线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面,线圈经过中性面时，最大，但线圈中的电动势为零,二、交变电流的产生,BS,=0,E最大,I最大,感应电流方向a到b,线圈与磁场平行时，最小，但线圈中的电动势最大,BS,最大,E=0,I=0,中性面,BS,=0,E最大,I
2、最大,感应电流方向b到a,二、交变电流的产生,设正方形线圈的边长为L，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，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O,1、线圈转动一周，多少次经过中性面? 电流方向改变多少次?,2、线圈转到什么位置时磁通量最大?这时感应电动势是最大还是最小?,3、线圈转到什么位置时磁通量最小?这时感应电动势是最大还是最小?,思考与讨论,a(b),c(d),O,线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面,（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，线圈中的电动势为零,（2）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次,中
3、性面,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）,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）,a(b),c(d),（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：,三、交变电流的变化规律,成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时,四、交流电的图像,e,t,0,Em,-Em,i,t,0,Im,-Im,(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,五、交变电流的种类,、当线圈平面垂直于磁感线时，线
4、圈各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，因此线圈转动一周，感应电流方向改变,、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会产生,、交变电流：和 都随时间做 的电流叫做交变电流电压和电流随时间按 变化的交流电叫正弦交流电,大小,方向,正弦规律,感应电流,中性面,两次,周期性变化,课堂练习,、线圈从中性面开始转动，角速度是，线圈中的感应电动势的峰值是Em，那么在任一时刻t感应电动势的瞬时值e为若线圈电阻为，则感应电流的瞬时值为 ,0,Em,e,-Em,t,e=Emsint,i=(Em/R)sint,课堂练习,交流发电机,、交流发电机有两种，即、其中转动的部分叫，不动的部分叫发电机转子是由、或其它动力机带动,旋转磁极式,旋转电枢式,转子,定子,水轮机,蒸汽轮机,课堂练习,课堂练习,一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定轴转动,线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示,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的绝对值最大D.每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值最小,
