课程内容

《交变电流》
一、交变电流
1、什么叫交变电流？
在供给工农业生产和日常生活用电的电力系统中，发电机产生的电动势是随时间做周期性变化的，因而用电器中的电流，电压也随时间做周期性变化，这样的电流叫做交变电流，简称交流。
2、什么叫直流？
方向不随时间变化的电流称为直流。
二、交变电流的产生
发电机模型：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动
线圈里产生一种大小和方向都随时间作周期性变化的电流，这种电流叫做交变电流。
矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈里的感应电流为什么是交变电流呢？
线圈相对磁极作切割磁感线转动，产生交变电流。
交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。
三、交变电流的变化规律
问题：线圈经过什么位置时，电流的方向发生变化？
1、方向变化规律：中性面——在线圈平面垂直于磁感线时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫中性面。
中性面的特点：线圈平面与磁感应线垂直，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势最小为零，感应电流也最小为零。
线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次，线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。
问题：交流电的大小变化规律是怎样的？
2、大小变化规律——电动势的瞬时值
设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω，经过时间t，线圈转过的角度是ωt，cd边的线速度v的方向跟磁感应线的夹角也是ωt，cd边的长度为l₁，ad边的长度为l₂，则cd边中的感应电动势为：
    e_cd=Bl₁v1=Bl₁vsinθ=e_ab
    v₁=vsinθ  其中θ=ωt
整个线圈里的感应电动势为：
    e=2Bl₁vsinωt   v=l²/2·ω
    e=2Bl₁·l²/2·sinωt=BSωsinωt   S为线圈面积
在匀强磁场中，匀速转动的线圈里产生的感应电动势是按正弦规律变化的。
四、交变电流的图象——用图象表达交变电流的变化规律

五、交流发电机——将机械能转化为电能
1、基本组成：电枢——产生感应电动势的线圈
             磁极——产生磁场
2、旋转电枢式发电机：
       定子——磁极     转子——电枢
       产生的电压一般不超过500V
3、旋转磁极式发电机：
       定子——电枢     转子——磁极
       能产生几千伏到几万伏电压