交流电的产生和变化规律
信息技术与课程整合教学设计方案：
课题：交流电的产生和变化规律
江苏省宿迁市马陵中学 陈 军
高二年级物理 第十八章《交变电流》第一节《交流电的产生和变化规律》
（人教版高中物理第二册（必修加选修））
1． 教学内容及目标
1．了解交流电的概念,掌握交流电的性质和特点；
2．理解交流电的产生原理；
3．掌握交流电的变化规律；
2． 教学重点难点
教学重点：交流电的特点和变化规律
教学难点：交流电产生的原理
3． 教学对象分析
交流电知识是前面所学电磁学知识的进一步拓展和应用，跟生产和生活实际有密切的联系。这部分内容，不仅是学习电磁振荡和电子技术等知识的必备基础，还是以后学习有关电工和电子技术专业知识的基础。
本节内容相对于直流电而言，最大特点就是“变”，对于变化的物理量学生往往会感到困难，特别是第一次接触这幺多的新名词，如：交变电流、正弦式电流、中性面、瞬时值、峰值等，如何让学生清楚地理解这些概念，正弦交流电产生的过程（数学推导）是突破口。根据以往的教学经验，部分学生的空间想象能力较差，加上电流变化关系复杂，物理过程往往弄不清楚，而采用物理实物模型、计算机动态模拟等多种信息的整合，让学生能直观地观察到交流电的变化规律，加深对正弦交流电变化规律的理解。
4． 教学媒体设计阐述
首先抓住交变电流的特点，与直流对比，通过演示实验，让学生有一个直观认识，然后，引导学生自己分析，找出变化原因和特点。由于演示实验不能反映较慢的物理过程，不利于学生分析电流方向的变化原因，采用挂图静态分析又不直观，为了解决这一问题，设计计算机辅助课件，用动画模拟实验过程，用“慢动作”从多种不同角度（立体图、剖面图）来展示这一物理过程，将线圈切割、磁通变化、电流变化动态联系起来（动态对比，直观显示），并能将线圈暂停在任一位置处，便于学生观看此瞬时的各物理量的变化情况（相当于动态照像），学生利用所学的知识（右手定则），就能对照分析，找出变化原因和规律。
对正弦式交流电的教学，先采用示波器演示市电电压波形图，让学生有一个直观认识，启发学生用学过的三角函数知识分析曲线的特点，认识这是正弦函数曲线，引导学生写出正弦函数表达式，明确式中各量的含义。然后再动画模拟实验过程，在线圈转动过程中，动态画出电流变化正弦曲线，该动画可定格在任一位置，显示出对应的电流变化（电流表指针的摆动）及曲线的变化（i－t动态变化图线），可引导学生讨论几个特殊位置的各个量的变化规律，如在中性面位置时磁通量大小、磁通量的变化率、感应电动势大小、感应电流大小等。然后通过练习巩固，若有疑问，可再反复调看动画，达到强化巩固和补标找差的目的。
该辅助课件采用简易的操作平台Powerpoint，调用AVI动画，具有容量小、操作简单等特点。教师和学生都能方便使用，真正起到辅助教学目的。
5． 教学过程（包括教法、媒体应用策略、教学评价等）
教具准备：单相交流发电机模型 投影检流计 示教用示波器
多媒体计算机及自制辅助课件《交流电的产生和变化规律》
教学方法：1、实验分析：培养学生观察和分析、能力；
2、类比迁移：巩固加深对物理知识的理解，培养运用物理知识能力，体会“具体问题，具体分析”的重要意义；
3、从感性到理性，从定性、到定量：培养学生运用数学知识解决物理问题能力。
1交流电的定义和特点
引入：法拉第发现电磁感应现象以后，人们对电和磁的紧密依存关系认识更清楚了，在电力工程中，发电机、变压器等的研制成功，为生产提供了实用、廉价的电源。又由于交流电具有自身的很多优点，所以它以惊人的速度飞速发展，到现在几乎深入到各个家庭。
［建立物理情景］实验教具演示：展示单相交流发电机模型。
观察实验，看投影仪上投影的检流计指针是如何偏转的。（转动线框时要慢一些且要匀速）
提问：观察到什幺现象？有何特点？ 讨论总结，说明其特点：电流强弱和方向随时间周期性改变
定义：电流的强弱和方向都随时间作周期性变化的电流叫交变电流简称交流电。
特征（特点）：随时间作周期性变化（主要特征是方向的改变）。.
2交流电的产生
提问：那幺，交流电是如何产生的呢？有何规律？能否利用所学知识来解释？
继续观察演示实验，线圈转动过程中，各边在磁场中是如何运动的？
引导学生讨论：利用所学的知识（右手定则），找出变化原因和规律，分析后进行对照。先定性地说明。［实验分析方法］
演示多媒体课件第一部分：交流电的产生
在该课件中，用动画模拟这一实验过程，用“慢动作”来展示这一物理过程，将线圈切割、磁通变化、电流变化动态联系起来，并能将线圈暂停在任一位置处，来观看此时的各物理量的变化情况。
引导学生从导体切割磁感线角度讨论二个特殊位置（中性面位置和与中性面位置垂直时）各个量的变化规律。
中性面：线圈平面与磁感线垂直时，中性面特点：V∥B，E为零，I为零（B⊥S，Φ最大）；与中性面位置垂直时： V⊥B，E最大（B∥S，Φ为零）
结论：在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动的线圈，每转一周，经过两次中性面，电流方向改变两次。
提问：已经知道交流电电流的强弱和方向都随时间作周期性变化。那么，它的变化规律如何来定量描述呢（即任一位置变化规律）？［从定性分析到定量计算］
演示多媒体课件第二部分：交流电的产生（从立体图到剖面图）
建立数学模型，关键是看懂剖面图，然后用有效切割速度推导。
3交流电的变化规律 推导出的结果：e=Emsinωt (V) 对应的电流：i = Imsinωt (A)
［实验验证］观察实验：用示波器演示市电电压随时间变化的波形图。
演示多媒体课件第三部分：交流电的图象1、2、3
用动画模拟实验过程，分别从立体、剖面、速度切割、磁通变化等不同角度动态显示在线圈转动过程中，电流变化规律（正弦曲线），并可定格在任一位置，显示出对应的电流变化（电流表指针的摆动）及曲线的变化（i－t动态变化图线）。进一步分析：在当线圈平面与磁感线垂直时即中性面时B⊥S，Φ最大，但此时各边都不切割磁感线E为零（即在△t时间内磁通变化率为零）当线圈平面与磁感线平行时B∥S，Φ为零，但此时有两边切割磁感线，且有效速度最大，E也最大（即在△t时间内磁通变化率最大）。
结论：在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动的线圈，所产生的感应电流是正弦式交流电。
正弦式交变电流：电流的强弱和方向都随时间按正弦（余弦）规律变化。叫正弦交流电，简称为交流电。
教学评价：
在物理实验、计算机模拟演示和学生思维的交互作用下，利用多种媒体的有效整合，创设物理情景，突出学生主体，培养学生的观察能力和抽象思维能力以及应用数学知识解决物理问题的能力。整个学习过程都是由学生观察、思考、归纳，强化了学生主动参与知识形成过程。使学生在学习物理知识、掌握规律的同时，充分领略高科技手段给我们带来的美的享受，也就是在这美的享受中，教学难点被化解了。通过这节课的反馈训练，我们发现绝大多数学生都能很好地牢固掌握该课的知识，理解比较深刻，物理图景更加直观清晰（特别是空间几何关系），达到了预期目的。
交流电的工作原理
交流电的工作原理
一、引言
交流电是我们日常生活中不可或缺的电力形式之一。它被广泛应用于家庭、工业和商业等领域。本文将详细介绍交流电的工作原理。
二、交流电的定义
交流电是指在电路中不断变化方向的电流，其大小和方向都随时间而变化。它与直流电不同，后者只有一个方向。
三、交流电的产生
1. 旋转磁场原理
交流电的产生基于旋转磁场原理。当通过线圈通以交变电压时，线圈内将会产生一个旋转磁场。这个旋转磁场会导致线圈内的导体发生运动，从而产生交流电。
2. 发电机原理
发电机是一种能够将机械能转换为电能的设备。它通过旋转磁场原理来产生交流电。发动机驱动发电机转动，使得发电机内部的线圈与磁极相互作用，从而产生旋转磁场。这个旋转磁场会导致线圈内的导体运动，从而产生交流电。
四、交流电的特点
1. 方向随时间变化
由于其方向随时间变化，交流电的平均值为0。这意味着交流电不会在电路中产生永久性的电荷积累。
2. 频率
交流电的频率是指其方向变化的速度。在欧洲和亚洲，交流电的频率通常为50赫兹（Hz），而在北美，频率通常为60Hz。
3. 有效值
由于交流电的大小和方向都随时间而变化，因此无法直接测量其大小。相反，我们使用有效值来表示其大小。有效值是指一段时间内交流电平方的平均值再开根号。
五、交流电与直流电的比较
1. 方向不同
直流电只有一个方向，而交流电方向随时间变化。
2. 大小不同
直流电大小恒定，而交流电大小随时间变化。
3. 传输距离不同
直流电可以传输很远距离，而交流电传输距离较短。
4. 应用不同
直流电主要用于低功率设备和通信系统中，而交流电主要用于家庭、工业和商业等领域。
六、结论
本文详细介绍了交流电的工作原理、产生方式、特点以及与直流电的比较。交流电是我们日常生活中不可或缺的电力形式之一，我们需要了解其工作原理以更好地应用它。
交流电的产生和变化规律
交流电的产生和变化规律
教学用具：交流发电机模型、演示电流表
教学过程：
一、知识回顾
教师：如何产生感应电流？
请运用电磁感应的知识，设计一个发电机模型．
学生设计：让矩形线圈在匀强磁场中匀速转动．
二、新课教学：
交变电流的产生
演示1：出示手摇发电机模型，并连接演示电流表．
当线圈在磁场中转动时，电流表的指针随着线圈的转动而摆动，线圈每转动一周指针左右摆动一次．
表明电流强度的大小和方向都做周期性的变化，这种电流叫交流电．
交变电流的变化规律
投影显示：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程．
分析：线圈bc、da始终在平行磁感线方向转动，因而不产生感应电动势，只起导线作用．
线圈平面垂直于磁感线，ab、cd边此时速度方向与磁感线平行，线圈中没有感应电动势，没有感应电流． 教师强调指出：这时线圈平面所处的位置叫中性面．
中性面的特点：线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，感应电动势最小为零，感应电流为零．
当线圈平面逆时针转过
时，即线圈平面与磁感线平行时，ab、cd边的线速度方向都跟磁感线垂直，即两边都垂直切割磁感线，这时感应电动势最大，线圈中的感应电流也最大．
再转过时，线圈又处于中性面位置，线圈中没有感应电动势．
当线圈再转过时，处于图位置，ab、cd边的瞬时速度方向，跟线圈经过图位置时的速度方向相反，产生的感应电动势方向也跟在位置相反．
再转过线圈处于起始位置，与图位置相同，线圈中没有感应电动势．
在场强为的匀强磁场中，矩形线圈边长为，逆时针绕中轴匀速转动，角速度为，从中性面开始计时，经过时间
．线圈中的感应电动势的大小如何变化呢？
线圈转动的线速度为，转过的角度为，此时ab边线速度以磁感线的夹角也等于，这时ab边中的感应电动势为：
同理，cd边切割磁感线的感应电动势为：
就整个线圈来看，因ab、cd边产生的感应电势方向相同，是串联，所以当线圈平面跟磁感线平行时，即，这时感应电动势最大值；
交流电的产生和变化规律(教案)
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《交流电的产生和变化规律》教案
一、教材分析
（一）教材的地位和作用
本课题选自人民邮电出版社出版的中等职业学校机电类规划教材《电工基础》第五章第一节，本节内容既是前面《磁与电》知识的综合运用，又是交流电知识的基础，具有承前启后的作用。另外它与人们的生产和生活密切相关，是物理理论和规律应用于生产技术的典型例子，具有重要的现实意义。
（二）教学目标
1.知识目标
a.知道交流电和正弦交流电
b.通过实验和分析使学生把握交变电流的产生过程，掌握交变电流的变化规律
2.技能目标
a. 通过讨论培养学生独立分析、解决问题的能力
b.通过多媒体技术演示交流电产生过程，培养学生的观察分析能力。
3.情感目标
a.师生双方共同探讨，研究培养科学的探索观和认识论，培养学生辩证的思想和辨析能力。
b.通过多种方式的运用，激发学生的学习兴趣。
（三）重点、难点
教学重点：掌握交流电的产生和变化规律
教学难点：理解交流电的产生原理
二、教法设计：
1、观察归纳法：为了使学生对交流电有更直观、感性的认识，提高学习的效率，突出教学重点，突破教学难点，我充分利用赏心悦目的多媒体效果，牢牢抓住学生的好奇心，引导学生观察分析，归纳总结交流电的特点，产生过程。
2、问题情景法
教师在导入、讲授新课时，注重创设一定的物理情景，以便于激发学生的学习兴趣，启发学生思考。
3、采用多种教学形式
在教学中，教师采用视频播放、课件展示、演示实验及学生分组实验等教学方式，激发学生的兴趣，并利用多媒体辅助分析演示实验及学生分组实验使学生获得更多的感性认识。
三、学习者特征分析
职业学校的学生学习基础较差，缺乏良好的学习习惯，但他们思维活跃，对新鲜事物有强烈的好奇心，喜欢多媒体技术支持的学习环境，具有一定的分析能力、归纳能力，能够开展自主学习和合作学习。所以在学法上，指导学生以自我研究为主，鼓励学生动脑想，大胆学习好资料
交流电的结构和原理
交流电的结构和原理
交流电的结构和原理主要包括电源、导线、电阻和负载等组成部分。
电源：交流电的电源一般是交流发电机，它通过燃烧燃料、核能、水能等方式产生旋转运动，进而通过电磁感应原理将机械能转换为电能。发电机的转子上有一个励磁线圈，通过磁场的变化，产生电势差。
导线：导线是交流电流的传输通道，一般使用金属导体，如铜线或铝线。导线的作用是将电流从电源传输到负载上。
电阻：电阻是控制电流的大小的元件，它根据欧姆定律，电流与电压的比例关系，使得电流在电路中有一定的阻碍。电阻一般由导电材料制成，并且有一定的阻值。根据电阻的阻值不同，可以控制电路中的电流大小。
负载：负载是接收电流的元件，它可以是电灯、电磁继电器、电动机等。负载根据其性质不同，会有相应的电流需求。
交流电的原理是由电源产生的电势差所驱动，电势差使得电流在电路中流动，具体的流动方向根据电势差的变化而变化。交流电的特点是电流的方向和大小随时间而变化，呈现周期性变化的特征。交流电的变化规律由频率和振幅决定，频率表示单位时间内电流方向变化的次数，振幅表示电流的峰值大小。
总之，交流电的结构和原理是通过电源驱动电流在导线中流动，通过电阻控制电流大小，最终将电流传输到负载上。交流电的原理是由电源产生电势差，使得电流随时间周期性变化。
高中物理交变电流知识点归纳
交变电流
一．交流电：
大小和方向都随时间作周期性变化的电流,叫做交变电流;其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流电;
如图所示b、c、e所示电流都属于交流电,其中图b是正弦交流电;而a、d为直流,其中a为恒定电流;本章研究对象都是交流电;
二．正弦交流电的变化规律
正弦交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动;
电动势的产生：
ab bc cd da四条边都会切割磁感线产生感生电动势
ab cd边在任意时刻运动方向相同,电流方向相反,电动势会抵消；
bc da边在任意时刻运动方向相反,电流方向相反,电动势会叠加
③任意时刻t,线圈从中性面转过角度θ=ω·t
三．正弦式交变电流的变化规律线圈在中性面位置开始计时
函数 图象
磁通量 Φ＝Φmcosωt
＝BScosωt
电动势 e＝Emsinωt
＝nBSωsinωt
电压 u＝Umsinωt
＝错误!sinωt
电流 i＝Imsinωt
＝错误!sinωt
ωt是从该位置经t时间线框转过的角度也是线速度V与磁感应强度B的夹角,同时还是线框面与中性面的夹角
当从平行B位置开始计时：则：E=εmcosωt, I＝Imcosωt 此时V、B间夹角为π/2一ωt．
对于单匝矩形线圈来说Em=2Blv=BSω； 对于n匝面积为S的线圈来说Em=nBSω;
感应电动势的峰值仅由匝数N,线圈面积S,磁感强度B和角速度ω四个量决定;与轴的具体位置,线圈的形状及线圈是否闭合无关;
四．几个物理量
1．中性面：匀速旋转的线圈,位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面;t=0
1 此位置过线框的磁通量最多．此位置不切割磁感线
2此位置磁通量的变化率为零斜率判断．无感应电动势;E=εmsinωt=0,I＝iotiotiotiotiot图151(ad))(b()c()d()e俯视图 Imsinωt=0
3此位置是电流方向发生变化的位置,具体对应图中的t2,t4时刻,因而交流电完成一次全变化中线框两次过中性面,电流的方向改变两次,频率为50Hz的交流电每秒方向改变100次．
三相交流电产生原理
三相交流电产生原理
一、引言
三相交流电是一种常见的电力供应方式，广泛应用于工业和家庭用电中。本文将介绍三相交流电产生的原理。
二、什么是三相交流电
三相交流电是指由三个相位相差120度的交流电组成的电力系统。每个相位都是交流电，其频率相同，幅值相等。
三、三相交流电的产生原理
三相交流电的产生基于电磁感应原理和旋转磁场原理。
1. 电磁感应原理
根据法拉第电磁感应定律，当导体中有磁通量发生变化时，将在导体中产生感应电动势。在三相交流电的产生过程中，通过旋转磁场的作用，使得导体中的磁通量发生变化，从而产生感应电动势。
2. 旋转磁场原理
三相交流电的关键在于产生旋转磁场。旋转磁场可以由三个互相位相差120度的交流电源产生。这三个交流电源分别连接到三相线圈上，形成一个三相对称的电路系统。当这三个交流电源工作时，每个相位上的电流和电压都会按照一定的规律变化，使得在空间中产生一个旋转的磁场。
具体来说，当A相电流达到最大值时，B相电流正好处于最小值，C相电流则处于中间值。随着时间的推移，A相电流逐渐减小，B相电流逐渐增大，C相电流逐渐减小。当A相电流减小到最小值时，B相电流正好达到最大值，C相电流处于最小值。这样，通过三相线圈中的电流变化，就产生了一个旋转的磁场。
四、三相交流电的优势
相比单相交流电，三相交流电具有以下优势：
1. 传输功率大：三相电路中的三个相位可以同时传输功率，总功率是单相电路的三倍。
2. 电源平衡：由于三相交流电的三个相位相互平衡，电源供电时的负载均衡性更好，减少了电网的压力。
3. 启动扭矩大：三相电机在启动时，由于旋转磁场的作用，产生的启动扭矩较大，适用于启动较大负载的设备。
五、三相交流电的应用领域
三相交流电广泛应用于工业和家庭用电中，例如：
1. 工业用电：工厂、矿山等大型设备和机械常常使用三相交流电供电，以满足其高功率需求。
2. 家庭用电：家庭中的电力设备，如电冰箱、洗衣机等，通常也采用三相交流电供电。
交流电的产生原理
交流电的产生原理
1 交流电的产生原理
交流电是一种由特定频率的交流电压引起的电流，主要是由发电
机、电动机和变压器等电气设备产生的，是电气设备更为发展的产物。
发电机是交流电产生的主要设备，它的原理是利用发动机或者其
他能源，一组相互垂直的磁力线通过励磁和匝数来改变电流的方向，
从而产生有规律的电压变化，及正弦波所形成的交流电。
运行于电动机和变压器输出的交流电也是经过变压器的变压来维
持的，也就是说，变压器的原理一般都是利用了四相电动机的原理，
即两个相偏转的磁势将能量转移到另一侧的线圈，从而实现交流电的
变压作用。
综上所述，交流电的产生最终还是发电机、电动机和变压器三者
的综合效应，发电机通过发动机或其他能源产生规律的正弦波，电动
机和变压器则能实现电流的输出和变压作用，使得电流有着规律的正
反转，从而产生交流电。
交变电流的产生与描述汇总
交变电流的产生与描述
一、交变电流的产生和变化规律
1、 交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电。
2、 正弦式电流； 随时间按正弦规律变化的电流叫做正弦式电流， 正弦式电流的图象是正弦 曲线，我国市用的交变电流都是正弦式电流
3、中性面：中性面的特点是，线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化 率为零，感应电动势为零；线圈经过中性面时，内部的电流方向要发生改变。
4、正弦式交流电的产生和变化规律
（1）产生过程
（2）规律
函数形式： N 匝面积为 S 的线圈以角速率 ω 转动，从某次经过中性面开始计时，则
二、 描述交变电流的物理量
1、周期和频率 交变电流的周期和频率都是描述交变电流变化快慢的物理量。
（1）周期 T：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，单位是秒（ S），周期越大，交变
电流变化越慢，在一个周期内，交变电流的方向变化 2 次。
（2）频率 f: 交变电流在 1s 内完成周期性变化的次数，单位是赫兹，符号为 Hz ，频率越大，
交变电流变化越快。
2、瞬时值、最大值、有效值和平均值
（1）感应电动势瞬时值表达式： （在计算通电导体或线圈所受的安培力时，应用瞬时值。 ）
若从中性面开始，感应电动势的瞬时值表达式： e emsin t （伏）。
感应电流瞬时值表达式： i I m·sin t （安） 若从线圈平面与磁力线平行开始计时， 则感应电动势瞬时值表达式为： e m·cos t（伏）。 感应电流瞬时值表达式： i I m·cos t （安）e=NBSω sin ω，t用 Em 表示峰值 电流 i
3）关系： 1
T2 NBSω ，则 e Emsin t ， eR Rm sin t 。 2）交变电流的最大值（以交变电动势为例）
调指出的是， m 与线形状无关，与转轴位置无关，其表达式为 m NBS 。在考虑交流 电路中电容器耐压值时，应采用最大值。
高中物理交变电流
高中物理：交变电流
一、正弦式电流的产生和变化规律
1、交流电产生的条件：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，在线圈中将产生按正弦规律变化的交变电流。
2、交流电的变化规律
（1）感应电动势瞬时值的表达式：如果线圈从中性面开始时，在匀强磁场中以角速度绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生感应电动势的最大值为，则在时刻，线圈中产生的感应电动势的瞬时值是；
由于电流与电动势的同步性，若感应电流的最大值为，感应电流的瞬时值的表达式为
（2）感应电动势的最大值是；式中N为线圈匝数，S为线圈面积。
（3）从感应电动势的表达式可以看出，当时，即线圈平面垂直于中性面时，感应电动势最大；而当线圈平面与中性面平行时，即或时，感应电动势为零。
要注意的是线圈平面垂直于中性面时，即时，穿过线圈的磁通量为零，但这时其变化率却最大。
3、交变电流的图象：交变电流、电压、电动势的图象都是正弦函数图象。
二、表征交流电的物理量
1、表征交流电的物理量主要有：瞬时值、最大值和有效值；周期、频率和角频率。
2、交流电的有效值：
（1）根据电流的热效应规定的，即交流电和直流电通过同样阻值的两个电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，则这个直流电的数值为交流电的有效值；
（2）对正弦式电流而言，其最大值是有效值的倍，即：
，，
（3）通常所说的交流电的电流、电压；交流电表的读数；交流电器的额定电压、额定电流；保险丝的熔断电流等都是指有效值；电容器的耐压值是交流电的最大值；计算通过电路某一截面的电量，需用交流电的平均值。
3、交流电的周期、频率和角频率都是用来表征交流电的物理量，三者之间的关系是：
我国工农业生产和生活用的交流电，频率50Hz，周期0.02s，电流方向每秒钟改变100次。
注意问题：
1、交变电流的产生过程及电动势和磁通量的变化情况
以上反映线圈上感应电动势瞬时值的图象都是当线圈平面恰通过中性面时开始计时作出的。线圈通过中性面的瞬时，线圈导体不切割磁感线，感应电动势为零，磁通量的变化率为零，但穿过线圈平面的磁通量最大。
交流电的产生
交流电的产生
一、交变电流的产生和变化规律
1、 交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电。
2、 正弦式电流；随时间按正弦规律变化的电流叫做正弦式电流，正弦式电流的图象是正弦曲线，我国市用的交变电流都是正弦式电流
3、中性面：中性面的特点是，线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零；线圈经过中性面时，内部的电流方向要发生改变。
4、正弦式交流电的产生和变化规律
（1）产生过程
（2）规律
函数形式：N匝面积为S的线圈以角速率ω转动，从某次经过中性面开始计时，则e=NBSωsinωt，用Em表示峰值NBSω，则，电流。
二、 描述交变电流的物理量
1、周期和频率
交变电流的周期和频率都是描述交变电流变化快慢的物理量。
（1）周期T：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，单位是秒（S），周期越大，交变电流变化越慢，在一个周期内，交变电流的方向变化2次。
（2）频率f:交变电流在1s内完成周期性变化的次数，单位是赫兹，符号为Hz，频率越大，交变电流变化越快。
（3）关系：
2、瞬时值、最大值、有效值和平均值
（1）感应电动势瞬时值表达式：(在计算通电导体或线圈所受的安培力时，应用瞬时值。)
若从中性面开始，感应电动势的瞬时值表达式：（伏）。
感应电流瞬时值表达式：（安）
若从线圈平面与磁力线平行开始计时，则感应电动势瞬时值表达式为：（伏）。
感应电流瞬时值表达式：（安）
（2）交变电流的最大值（以交变电动势为例）。
——交变电动势最大值：当线圈转到穿过线圈的磁通量为0的位置时，取得此值。应强调指出的是，
与线形状无关，与转轴位置无关，其表达式为。在考虑交流电路中电容器耐压值时，应采用最大值。
（3）交变电流的有效值
①有效值是根据电流的热效应来规定的，在周期的整数倍时间内（一般交变电流周期较短，如市电周期仅为0，02s，因而对于我们所考察的较长时间来说，基本上均可视为周期的整数倍），如果交变电流与某恒定电流流过相同电阻时其热效应相同，则将该恒定电流的数值叫做该交变电流的有效值。注意：这是在三个相同下的等效。