描述交变电流的物理量PPT文档格式.ppt
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,结论
(1):
线圈处在中性面时,磁通量,磁通量变化率为,感应电动势为。
线圈处在垂直中性面时,磁通量,磁通量变化率为,感应电动势为。
最大,零,零,为零,最大,最大,结论
(2):
线圈每经过时,电流方向改变一次,转动一周,方向改变次。
中性面,两,3.交流电的变化规律:
电动势按正弦规律变化,(从中性面开始计时),(从垂直于中性面位置开始计时),1.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,在线圈平面经过垂直中性面瞬间()A.线圈平面与磁感线平行B.线圈平面与磁感线垂直C.通过线圈的磁通量最大D.线圈中的感应电动势最大,作业讲评,课堂检测,AD,2.交流发电机在工作时的电动势为eEmsinwt,若将其线框的转速提高到原来的两倍,其他条件不变,则其电动势变为()A.Emsinwt/2B.2Emsinwt/2C.Emsin2wtD.2Emsin2wt,双基训练,D,3.如图所示,一矩形线圈,面积为100cm2,匝数为100,在场强为B=0.2的匀强磁场中绕着轴匀速转动,角速度为100rad/s,试求解:
当线圈平面与磁场平行时,线圈中的感应电动势的大小;
当线圈从中性面开始,经过1/200s时间转到图示位置,线圈中的感应电动势的大小.,4.如图所示,矩形线圈100匝,ab=30cm,ad=20cm,匀强磁场磁感应强度B=0.8T,绕轴OO从图示位置开始匀速转动,角速度=100rad/s,试求:
穿过线圈的磁通量最大值m=?
线圈转到什么位置时取得此值?
线圈产生的感应电动势最大值Em=?
写出感应电动势e随时间变化的表达式。
5.2描述交变电流的物理量,教学目标:
1.理解交变电流的周期和频率;
2.掌握交变电流的有效值的物理意义和应用;
3.了解交变电流的相位和相位差。
一、周期和频率-表征交流电变化的快慢。
1.周期:
交变电流完成一次周期性变化所需的时间。
2.频率:
一秒内完成周期性变化的次数。
3.关系:
2.某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系,如图所示,如果其它条件不变,仅使线圈的转速加倍,则电动势的最大值和周期分别变为()A400V,0.02sB200V,0.02sC400V,0.08sD200V,0.08s,1.我国生产和生活用交流电的周期T=_s,频率f=_Hz,角速度=_rad/s,在1s内电流的方向变化_次。
课堂练习,0.02,50,100,100,B,预习自测,1.一个矩形线圈在匀强磁场中转动,产生的感应电动势按正弦规律变化,其瞬时值的表达式为sin100t(V),下列说法中正确的是:
()A.频率是50HzB.当t=0时,线圈平面与中性面重合C.当s时,e的值最大,为220VD.线圈转动的角速度为314rad/s,ABD,二、峰值和瞬时值-表征交变电流的大小,1.最大值(峰值):
Em,Um,m,电容器接在交流电路中,就需要知道交变电压的最大值。
2.瞬时值:
e,u,i,思考与讨论:
如图的电流通过一个R=1的电阻。
它不是恒定电流。
1.怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量?
2.如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R,也能在1s内产生同样的热,这个电流是多大?
(2)正弦交流电的有效值与最大值的关系:
3.有效值:
E,U,I,
(1)定义:
根据电流的热效应来规定,让交流电和直流通过相同阻值的电阻,如果他们在一个周期内产生的热量相等,就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。
(3)说明:
.以上关系式只适用于正弦交流电;
.交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值;
.交流电流表和电压表的读数是有效值;
.计算电流做功或热功率、热量均用有效值;
.对于交流电若没有特殊说明的均指有效值;
.求通过某导体截面的电量一定要用电流的平均值;
.计算电容器的击穿电压用交变电流的峰值。
4.平均值:
例1.表示交变电流随时间变化图象.如图所示,则交变电流有效值为()A.5AB.5AC.3.5AD.3.5A,0,0.02,0.04,t/S,i/A,B,4.有一交变电源u=200sin10t(v),该交变电源的周期是,接在该交变电源上的电压表读数是;
如果将某电容器接在该交变电源上,为使电容器不被击穿,该电容器的最小耐压值为。
预习自测:
0.2s,141v,200V,例2.交流发电机矩形线圈边长ab=cd=0.4m,bc=ad=0.2m,共50匝,线圈电阻r=1,线圈在B=0.2T的匀强磁场中,绕垂直磁场方向的轴OO以r/s转速匀速转动,外接电阻9,如图所示。
求:
电压表读数;
电阻R上电功率。
(3)线框匀速转动一周,外力做功多少?
(4)从此位置旋转60时,感应电动势瞬时值为多大?
(5)从此位置旋转30过程中,流过电阻R上的电荷量为多少?
例3.如图所示,在匀强磁场中有一个“冂”形导线框可绕AB轴转动,已知匀强磁场的磁感强度B=T,线框的CD边长为20cm.CE、DF长均为10cm,转速为50r/s,若从图示位置开始计时,写出线框中感应电动势的瞬时值表达式;
若线框电阻r=3,再将AB两端接“6V,12W”灯泡,小灯泡能否正常发光?
若不能,小灯泡实际功率多大?
3.相位
(1)相位:
(2)相位差:
小结,3、最大值(峰值):
EmUmm,4、瞬时值:
uie,1、周期:
2、频率:
5、有效值:
EUI,
(1)定义:
根据电流的热效应来规定,让交流电和直流通过相同阻值的电阻,如果他们在一个周期内产生的热量相等,就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。
注意:
A.对于交流电若没有特殊说明的均指有效值,C.求通过某导体截面的电量一定要用平均值。
B.在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。
例3.交流发电机模型的矩形线圈abcd在匀强磁场中绕与磁场垂直的轴匀速转动。
线圈共有n匝,边长ab=L1,bc=L2,线圈的内电阻为r,外电阻为R,磁感应强度是B,线圈转动的角速度是,如图所示。
(1)转动过程中电流表的读数;
(2)电阻R上电功率;
(3)线圈转动一周,外力做了多少功?
(4)线圈转过600角的过程中,通过R的电荷量是多少?
(5)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过600角时的瞬时感应电动势;
电压表的读数,例3.如图所示矩形线圈面积为S,匝数为N,线圈电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度匀速转动,外电路电阻为R。
当线圈由图示位置转过一周的过程中求:
(1)电流的有效值是多少
(2)产生的热量是多少?
(3)转过半周流过R的电量是多少,一个电阻接在10v的直流电源上,它的发热功率是P,当电压为u=10sin10tV的交流电源上,它的发热功率是。