交变电流的产生和描述-课件
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《交变电流的产生和描述》讲义一、什么是交变电流在我们的日常生活中,电是不可或缺的一部分。
我们所使用的大多数电器,如电灯、电视、电脑等,都依赖于一种特殊类型的电流——交变电流来工作。
那什么是交变电流呢?简单来说,交变电流是大小和方向都随时间做周期性变化的电流。
与它相对的是直流电流,直流电流的方向是恒定不变的。
例如,我们家里插座提供的市电就是一种交变电流,其频率通常为50 赫兹,这意味着电流的方向和大小每秒钟会变化 50 次。
二、交变电流的产生要理解交变电流的产生,我们先来看看一个简单的装置——交流发电机。
交流发电机主要由一个可以在磁场中旋转的线圈组成。
当线圈在磁场中匀速转动时,穿过线圈的磁通量就会发生周期性的变化。
根据电磁感应定律,闭合电路中磁通量的变化会产生感应电动势。
由于线圈的转动,使得磁通量的变化是周期性的,从而产生了周期性变化的感应电动势。
当我们把这个线圈与外部电路连接起来时,就形成了闭合回路,从而产生了交变电流。
具体来说,假设线圈平面初始时刻与磁场方向垂直,当线圈开始转动时,穿过线圈的磁通量逐渐减小,产生的感应电动势方向为一个方向;当线圈转过半周后,穿过线圈的磁通量又开始逐渐增加,但感应电动势的方向与之前相反。
这样,就形成了方向不断变化的交变电流。
三、交变电流的图像描述为了更直观地了解交变电流随时间的变化规律,我们常常通过图像来描述它。
最常见的是正弦式交变电流的图像,其形状类似于正弦函数曲线。
在图像中,横坐标表示时间,纵坐标表示电流的大小。
通过观察图像,我们可以清楚地看到电流的最大值、最小值、周期和频率等重要参数。
例如,对于一个标准的正弦式交变电流,其最大值称为峰值,用Im 表示;电流完成一次周期性变化所需要的时间称为周期,用T 表示;单位时间内完成的周期性变化的次数称为频率,用 f 表示,且 f = 1/T 。
四、交变电流的表达式正弦式交变电流可以用数学表达式来准确描述:i =Im sin(ωt +φ) 。