知识点1：交流电的产生及变化规律
基础知识
一．交流电
交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流 正弦式电流：其中按正弦规律变化的交变电流
正弦式电流产生：在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈
线圈每转动一周，感应电流的方向改变两次。
二．正弦交流电的变化规律
线框在匀强磁场中匀速转动．
1．当从图即中性面位置开始在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数．．．是正弦函数：
e=Eab+ Ecd =nBlab vsinωt+ nBlcd vsinωt=nBSωsinωt
v=lb0ω
即 e=Emsinωt， i＝Imsinωt
ωt是从该位置经t时间线框转过的角度；ωt也是线速度V与磁感应强度B的夹角；是线框面与中性面的夹角
2．当从垂直中性面位置开始计时：则：e=Emcosωt， i＝Imcosωt ．．．
ωt是线框在时间t转过的角度；是线框与磁感应强度B的夹角；
3．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。对于总电阻为
R的闭合电路来说Im=三．几个物理量
Em R1．中性面：如图所示的位置为中性面，对它进行以下说明： （1）此位置过线框的磁通量最多．
（2）此位置磁通量的变化率为零．所以 e=Emsinωt=0， i＝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．
ΔΦ
线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，Δt＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变。
ΔΦ
线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，Δt最大，e最大，i最大，电流方向不改变。
2．最大值：
Em＝BSω 当为N匝时Em＝NBSω
（1）ω是匀速转动的角速度，其单位一定为弧度／秒，rad/s（注意rad是radian的缩写，round/s为每秒转数，单词round是圆，回合）．
（2）最大值对应的位置与中性面垂直，即线框面与磁感应强度B在同一直线上． （3）最大值对应图中的t1、t3时刻，每周中出现两次．
3．瞬时值：从中性面计时e=Emsinωt， i＝Imsinωt代入时间即可求出．不过写瞬时值时，不要忘记
写单位，如Em=2202V，ω=100π，则e=2202sin100πtV，不可忘记写伏，电流同样如此．从垂直中性面计时e=Emcosωt， i＝Imcosωt，生活中用的市电电压为，其最大值为（有．．．．．．．．．．220V．．．．．．．．．．220．．．2V=311V．．．．．．．．时写为），频率为，所以其电压瞬时值的表达式为u=311sin314tV。从中性面计转过Z．．．．．．．．．．．．．．．．．．．310V．．．．．．．．．50H．．．．．．．．．．．．．．．e=Emsin（ωt+
?时6?） 6
4．有效值：为了度量交流电做功情况人们引入有效值，交变电流的有效值是根据电流的热效应规定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．的。就是分别用交流电，直流电通过相同阻值的电阻，在相同时间内产生的热量相同，则直流电的．
值为交流电的有效值．Q?IRT计算
2 （1）有效值跟最大值的关系Em=2E有效，Im=2I有效只适用正弦式
（2） 伏特表与安培表读数为有效值．
（3）用电器铭牌上标明的电压、电流值是指有效值．
（4）通常所说的交变电流的电流、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指有效值。
注意：我们求交流电做功时，用有效值，求通过某一电阻电量时一定要用电流的平均值交流电，在不同时间内平均感应电动势，平均电流不同．考虑电容器的耐压值时则要用最大值。
5．平均值：不常用，必要时要用法拉第电磁感应定律直接求：E?n??，计算电荷量应该用平均
?t值：即q?It,而I?E?n???nB?S,?q?nB?S
R?rt?R?r?t?R?r?R?r6．周期与频率： ??2??2?f?2?n T
知识点1交流电的产生及变化规律
