内容正文:
第三章 交变电流
1.交变电流
1
学习
任务 1.知道交变电流、直流的概念。
2.知道交变电流的峰值、瞬时值的含义。
3.掌握交变电流的产生和变化规律。
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01
1.交变电流
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知识点一 交变电流及其产生
1.交变电流
(1)交变电流:大小和方向都随时间做______变化的电流,简称交流电。
(2)直流:____不随时间变化的电流。大小和方向都不随时间变化的电流,称为恒定电流。
(3)正弦交流电:电流的大小和方向都随时间按________规律变化的交变电流。
周期性
方向
正弦函数
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2.正弦交变电流的产生
(1)产生条件:在匀强磁场中,闭合矩形线圈绕__________方向的轴匀速转动时,线圈中产生的感应电流是正弦交流电。
(2)过程分析(如图所示):
(3)中性面:线圈在磁场中转动的过程中,线圈平面与磁场____时所在的平面。
垂直于磁场
垂直
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思考 线圈所在区域磁场特点?
提示:可看作是匀强磁场。
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体验1:思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)线圈转动一周有两次经过中性面,每转一周电流方向改变一次。 ( )
(2)当线圈中的磁通量最大时,产生的感应电流也最大。 ( )
(3)线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动时产生的电流是交变电流。 ( )
×
×
√
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知识点二 交变电流的变化规律
1.从两个特殊位置开始计时瞬时值的表达式
从中性面位置开始计时 从与中性面垂直的位置开始计时
磁通量 Φ=Φmcos ωt=BS cos ωt Φ=Φmsin ωt=BS sin ωt
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从中性面位置开始计时 从与中性面垂直的位置开始计时
感应电动势 E=Emsin ωt=NBSωsin ωt E=Emcos ωt=NBSωcos ωt
外电路电压 u=Umsin ωt=sin ωt u=Umcos ωt=cos ωt
电流 i=Imsin ωt=sin ωt i=Imcos ωt=cos ωt
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2.正弦交变电流的图像
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3.几种不同类型的交变电流
甲 乙 丙 丁
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思考 正弦交流电的电动势、电流按正弦规律变化,对应的e-t、i-t图像形状有什么特点?
提示:都是正弦函数图像。
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体验2:填空
(1)交流发电机在工作时电动势为e=Emsin ωt,若将发电机的转速提高一倍,同时将电枢所围面积减小一半,其他条件不变,则其电动势变为_____________。
(2)如图所示,100匝的线框abcd在图示磁场(匀强磁场)中匀速转动,角速度为ω,其电动势的瞬时值为e=100cos (100πt) V,那么感应电动势的最大值为_______,当从图示位置转过60°角时线圈中的感应电动势为 ______,此时穿过线圈的
磁通量的变化率为__________。
e′=Emsin 2ωt
100 V
50 V
0.5 Wb/s
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知识点三 发电机与电动机中的能量转化
1.发电机
(1)定义:把机械能转化为电能的装置。
(2)发电方式:火力发电、水力发电,____发电,太阳能发电,____发电等。
2.电动机
(1)定义:将电能转化为机械能的装置。
(2)优点:高效易控,__________等。
风力
核能
清洁无污染
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