文档介绍：第十章交变电流传感器1 交变电流的产生和描述【考点自清】一、:大小和都随时间做变化的电流,简称交流(AC)电。(如图所示)(1)定义:(2)产生:将闭合矩形线圈置于磁场中,(3)中性面:(4)正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时):规律物理量表达式图象磁通量Φ=Φmcosωt=BScosωt电动势e=Em·sinωt=nBSω·sinωt电压u=Um·sinωt=sinωt电流i=Im·sinωt=·sinωt易错点:线圈在磁场中绕垂直于磁场的轴转动时,电动势的表达式是e=Emsinωt,将转速提高一倍,表达式如何?e=2Emsin2ωt二、(1)周期T:交变电流完成变化(线圈转一周)所需的时间,单位是秒(s).公式:T=.一次周期性(2)频率f:交变电流在1s内完成周期性变化的,单位是赫兹(Hz).次数(3)周期和频率的关系:T=或f=.1/f1/、峰值、有效值和平均值(1)瞬时值:交变电流某一的值,(2)峰值:交变电流的电流或电压所能达到的最大值(3)有效值:让交流与恒定电流分别通过的电阻,如果它们在一个周期内产生的相等,则这个恒定电流I、恒定电压U就是这个交变电流的相同热量有效值(4)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系I=,U=,E=.(5)平均值:是交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值,其数值可以用=计算.【核心考点突破】考点一正弦交流电的变化规律【问题展示】当边长为l1和l2的矩形闭合线圈由中性面位置(图中O1O2位置)开始在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,线圈中产生的感应电动势随时间变化的规律是怎样的?如果线圈电阻是r,外接电阻R,路端电压和电流随时间如何变化?答案 e=nBl1l2ωsinωtu=sinωti=sinωt【归纳提炼】(1)中性面是与磁场方向垂直的平面,是假想的一个参考面.(2)线圈平面位于中性面时,穿过线圈平面的磁通量最大,而磁通量的变化率为零,产生的感应电动势为零.(3)线圈平面与中性面垂直时,穿过线圈平面的磁通量为零,但磁通量的变化率最大,产生的感应电动势最大.(4)线圈每经过中性面一次,电流方向就改变一次,线圈转动一周,两次经过中性面,(1)确定交变电流的峰值,根据已知图象或由公式Em=nBSω求出相应的峰值.(2)明确线圈的初始位置,找出对应的函数关系式.①线圈从中性面开始转动,则i-t图象为正弦函数图象,函数式为i=Imsinωt.②线圈从垂直中性面开始转动,则i-t图象为余弦函数图象,函数式为i=:在交变电流的产生过程中,要特别注意两个特殊位置的不同特点:(1)线圈平面与中性面重合时,S⊥B,Φ最大,ΔΦ/Δt=0,e=0,i=0,电流方向将发生改变.(2)线圈平面与中性面垂直时,S∥B,Φ=0,ΔΦ/Δt最大,e最大,i最大,电流方向不改变.【例1】实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型,正方形线圈在水平匀强磁场中,绕垂直于磁感线的OO′,并让线圈每秒转25圈,=10Ω,线圈电阻忽略不计,下列说法正确的是( ),,线圈中感应电流瞬时值表达式为i=,线框切割磁场的两边正好垂直切割,瞬时感应电流最大,=10,f=25Hz,i=cos50πtA,,==10W,“四值”、峰值、有效值和平均值的比较物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值e=Emsinωti=Imsinωt计算线圈某时刻的受力情况峰值最大的瞬时值Em=nBSωIm=讨论电容器的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值E=U=(1)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热等)(2)电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值(3)保险丝的熔断电流为有效值I=适用于正(余)弦式电流平均值交变电流图象中图线与时间轴所夹的面积与时间的比值=Bl=n=(电流通过电阻生热)进行定义