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内容举例： 第三章 交变电流
1 交变电流
一、交变电流
1．交变电流：大小和方向随时间做周期性变化的电流叫作交变电流，简称交流．
2．常见的交变电流的波形图
实际应用中，交变电流有着不同的变化规律，常见的有以下几种，如图所示．
3．直流：方向不随时间变化的电流称为直流，大小和方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流．
二、交变电流的产生：在匀强磁场里,线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。
三、交变电流的变化规律
1.两个特殊位置
(1)中性面位置(S⊥B，如图中的甲)
线圈平面与磁场垂直的位置，此时Φ最大，ΔΦΔt为0，e为0，i为0.
线圈经过中性面时，电流方向发生改变，线圈转一圈电流方向改变两次．
(2)垂直中性面位置(S∥B，如图中的乙)
此时Φ为0，ΔΦΔt最大，e最大，i最大．电流方向不改变．
2．从中性面开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时值表达式：e＝Emsin ωt，Em叫作电动势的峰值，Em＝NωBS.
3．正弦式交变电流：按正弦规律变化的交变电流叫作正弦式交变电流，简称正弦式电流．
4．正弦式交变电流和电压
电流表达式i＝Imsin ωt，电压表达式u＝Umsin ωt.其中Im、Um分别是电流和电压的最大值，也叫峰值．
5．正弦交变电流的瞬时值表达式
(1)从中性面位置开始计时 ①电动势(e)：e＝Emsin ωt，②电压(u)：u＝Umsin ωt，③电流(i)：i＝Imsin ωt
(2)从与中性面垂直的位置开始计时 e＝Emcos ωt，i＝Imcos ωt，u＝Umcos ωt.
(3)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 图像
磁通量 Φ=Φm cos ωt=BS cos ωt
电动势 e=Em sin ωt=nBSω sin ωt
电压 u=Um sin ωt=(RE_m)/(R+r) sin ωt
电流 i=Im sin ωt=E_m/(R+r) sin ωt
6．关于交变电流的产生及规律的三点注意
(1)只有当线圈从中性面位置开始计时，电流的瞬时值表达式才是正弦形式，其变化规律与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关．
(2)注意峰值公式Em＝nBSω中的S为有效面积．
(3)在解决有关交变电流的图像问题时，应先把交变电流的图像与线圈的转动位置对应起来，再根据特殊位置特征求解．
7．交变电流的峰值
Em＝NωBS，Im＝NωBSR＋r，Um＝NωBSRR＋r.
8．确定正弦式交变电流电动势瞬时值表达式的基本方法
(1)确定线圈转动到哪个位置开始计时，以确定瞬时值表达式是按正弦规律变化还是按余弦规律变化．
(2)确定线圈转动的角速度．
(3)确定感应电动势的峰值Em＝NωBS.
(4)写出瞬时值表达式e＝Emsin ωt或e＝Emcos ωt.
四、交流发电机
1．主要构造：电枢和磁体．
2．分类
(1)旋转电枢式发电机：电枢转动，磁极不动．
(2)旋转磁极式发电机：磁极转动，电枢不动．
2 交变电流的描述
一、周期和频率
1．周期(T)：交变电流完成一次周期性变化所需的时间．在交变电流的图像中，一个完整的正弦波形对应的时间为一个周期
2．频率(f)：周期的倒数叫作频率，数值等于交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数．
3．周期和频率的关系：T＝1f或f＝1T，如图为我国照明电路的u－t图像，则交流电的周期T＝
0.02 s，频率f＝50 Hz.
4．角速度与周期、频率的关系：ω＝2πT＝2πf.
5．交变电流的周期和频率跟发电机转子的角速度ω或转速n有关．ω(n)越大，周期越短，频率越高，其关系为T＝2πω，ω＝2πT＝2πf＝2πn.
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