課程內(nèi)容

《交變電流》
一、交變電流
1、什么叫交變電流？
在供給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活用電的電力系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢是隨時間做周期性變化的，因而用電器中的電流，電壓也隨時間做周期性變化，這樣的電流叫做交變電流，簡稱交流。
2、什么叫直流？
方向不隨時間變化的電流稱為直流。
二、交變電流的產(chǎn)生
發(fā)電機(jī)模型：矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動
線圈里產(chǎn)生一種大小和方向都隨時間作周期性變化的電流，這種電流叫做交變電流。
矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，線圈里的感應(yīng)電流為什么是交變電流呢？
線圈相對磁極作切割磁感線轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生交變電流。
交變電流：大小和方向都隨時間作周期性變化的電流。
三、交變電流的變化規(guī)律
問題：線圈經(jīng)過什么位置時，電流的方向發(fā)生變化？
1、方向變化規(guī)律：中性面——在線圈平面垂直于磁感線時，各邊都不切割磁感線，線圈中沒有感應(yīng)電流，這樣的位置叫中性面。
中性面的特點(diǎn)：線圈平面與磁感應(yīng)線垂直，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動勢最小為零，感應(yīng)電流也最小為零。
線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流的方向就改變一次，線圈轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流的方向改變兩次。
問題：交流電的大小變化規(guī)律是怎樣的？
2、大小變化規(guī)律——電動勢的瞬時值
設(shè)線圈平面從中性面開始轉(zhuǎn)動，角速度是ω，經(jīng)過時間t，線圈轉(zhuǎn)過的角度是ωt，cd邊的線速度v的方向跟磁感應(yīng)線的夾角也是ωt，cd邊的長度為l₁，ad邊的長度為l₂，則cd邊中的感應(yīng)電動勢為：
    e_cd=Bl₁v1=Bl₁vsinθ=e_ab
    v₁=vsinθ  其中θ=ωt
整個線圈里的感應(yīng)電動勢為：
    e=2Bl₁vsinωt   v=l²/2·ω
    e=2Bl₁·l²/2·sinωt=BSωsinωt   S為線圈面積
在勻強(qiáng)磁場中，勻速轉(zhuǎn)動的線圈里產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是按正弦規(guī)律變化的。
四、交變電流的圖象——用圖象表達(dá)交變電流的變化規(guī)律

五、交流發(fā)電機(jī)——將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
1、基本組成：電樞——產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的線圈
             磁極——產(chǎn)生磁場
2、旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)：
       定子——磁極     轉(zhuǎn)子——電樞
       產(chǎn)生的電壓一般不超過500V
3、旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)：
       定子——電樞     轉(zhuǎn)子——磁極
       能產(chǎn)生幾千伏到幾萬伏電壓