PPT《交流电》

交流电 G _ + 考试大纲 Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ 交变电流、交变电流的图象正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值理想变压器远距离输电

一、直流和交流 交变电流:大小和方向随时间周期性变化的电流 直流电:方向不随时间周期性变化的电流 t i

0 t i

0 t i

0 t i

0 t i

0 t i

0 恒定电流:大小(强弱)和方向都不随时间变化 N S

二、交流发电机的基本结构 磁极 线圈

三、交变电流的产生

2、线圈的磁通量发生改变,产生感应电流 线圈bc、ad始终在平行磁感线方向转动,因而不产生感应电动势,只起导线作用.

1、ab、cd两条边切割磁感线,产生感应电流

1、线圈平面垂直于磁感线(a、c、e图),ab、cd边此时速度方向与磁感线平行,线圈中没有感应电动势,没有感应电流.(E=BLvsinα,v//B)这时线圈平面所处的位置叫中性面.中性面的特点:线圈平面与磁感线垂直(B⊥S),磁通量最大,感应电动势最小为零,感应电流为零.

三、交变电流的产生

2、当线圈平面逆时针转过90°时(b、d图),即线圈平面与磁感线平行时(B∥S),ab、cd边的线速度方向都跟磁感线垂直,即两边都垂直切割磁感线,这时感应电动势最大,线圈中的感应电流也最大,但磁通量为0.(E=BLvsinα,B⊥v)

三、交变电流的产生 交流电在一个周期内所能达到的最大数值,以此来表示交流电的强弱和电压的高低.所有使用交流电的用电器,其最大电压值应大于所使用的交流电的最大值.用εm、Um、Im表示

四、交变电流的最大值(峰值) i t O Im Im t O Um Um U

1、定义:磁场中旋转线圈与中性面垂直时交流电的瞬时值,叫交流电的最大值.B//S,B⊥V

2、公式: εm=2nBLv=nBsω =nωφm Im=Em/(R+r), Um=Im・R

四、交变电流的最大值(峰值) t O Um Um U Em=nBsω= nωφm =nφ・2π/60=3.33πnφ 例

1、n匝矩形线圈在匀强磁场中以转速n=100r/min匀速旋转,位于中性面时磁通量为φ,求该正弦交流电的最大值. a b Im=Em/(R+r)=nBabω/(R+r)=50πnBab/(R+r) 例

2、n匝长方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中以它的一条边(边长为b)为转动轴,以角速度ω=50π/s匀速转动,若线圈的另一边长为a,电阻为r,外电路中电阻为R,求电路中的最大电流. 在场强为B的匀强磁场中,矩形线圈边长为L,逆时针绕中轴匀速转动,角速度为ω,从中性面开始计时,经过时间t. 线圈转动的线速度为v=ωL/2,转过的角度为θ=ωt,此时ab边线速度v以磁感线的夹角也等于ωt,这时ab边中的感应电动势为 ,

五、交流电的规律 2BLvsinωt=Emsinωt

五、交流电的规律 电动势 电流 磁通量 φ i e e=Emsinωti=Im sinωt(从中性面开始) e=Emsinωti=Im sinωte、i随时间变化,不同时间有不同的数值

六、交变电流的瞬时值 i t O Im Im t O Um Um U ⑴ 定义:使交流电和直流电通过相同阻值的电阻,如果在相同的时间内产生的热量相等,就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值⑵ 特点:交流电的有效值是根据电流的热效应规定的,一般与时间间隔和电流的方向无关

六、交变电流的有效值 t O Um Um U 根据电流的热效应来定义:设一正弦交流电和一直流电通过同一电阻R,经时间T产生的热相等,则有

六、交变电流的有效值 Q1= I2RT, Q2=P平均T,Q1= Q2∴I=√ P平均/R, 电功率的瞬时值为 P=Im2Rsin2ωt ,现在,用数学方法求sin2ωt 在一周期内的平均值sin2ωt=1/2(1-cos2ωt)Cos2ωt在一周期内平均值为零 P=Im2R/2-(Im2R/2)・cos2ωt =Im2R/2 ∴I=Im/