交变电流
拆解交变电流的物理图像：产生机制、相位关系、功率因数与电网真实边界
按 空格/→ 演示下一步
全部页面点击任意一页，跳回舞台从这页播放
交变电流
拆解交变电流的物理图像：产生机制、相位关系、功率因数与电网真实边界
使用右手定则判断感应电流
交变电流来自线圈在磁场中旋转。但任意时刻,感应电流究竟朝哪流?需要一个快速判断的工具——右手定则。
拇指、食指、中指各占一轴,代表磁场、运动、电流三个垂直方向
感应电动势
上一节用右手定则判断了感应电流方向，但'为什么会有电流'还没回答——关键是磁通量变化产生的那个'推力'。
风对应磁通量变化率，风车叶片是电荷，叶片转动即感应电流；风越大（变化越快），转得越快（电动势越大）
直流电流
上一页我们讲了交变电流——方向周期性地来回翻转。但干电池、充电宝里的电流，方向始终如一：这就是直流。
直流像水坝只朝一个方向、匀速放水；交流像潮汐来回涨落
正弦式交变电流
上页我们用右手定则分析了旋转线圈的感应电动势方向。如果把电动势大小随时间的变化画出来，会得到什么曲线？——正弦曲线。这正是电网、家用交流电的基础波形。
转速=角频率，半径=峰值；圆转一周，电流走完一个周期
峰值
峰值：定义、要点与典型应用
交流发电机
上一页我们画出了正弦式交变电流的波形，可这'波浪'到底是从哪台机器里冒出来的？答案就藏在交变电流最经典的产生装置——交流发电机里。
蹬一圈踏板，灯亮灭一次；线圈转一圈，输出完成一个正弦周期。蹬得越快，频率越高
交变电流
你家墙上那个插座里的电，和手机电池里的电是两种完全不同的东西——前者方向每秒翻转 100 次，后者老老实实只往一个方向流。前者，就是交变电流。
圆在直径上的位置按正弦规律变化，对应电动势随时间的变化
本节要点
- ✓电磁感应是根：磁通量Φ变化产生感应电动势ε
- ✓正弦波形源于线圈匀速转动：ε=NBSω·sin(ωt)
- ✓峰值是瞬时上限，有效值U=Up/√2才是功率依据
- ✓发电机是电磁感应反向工程：机械能→电能
课后思考
留三个开放性问题，先独立思考再看参考答案，把模糊处记下来带进下节课。
参考答案切割速度垂直分量 v⊥ = v sinθ 随转角正弦变化，代入 E=BLv 即得正弦式电动势；关键假设是匀强磁场加匀速转动，二者缺一则公式不再成立。
参考答案峰值约 311V。有效值定义为与该交流电产生相同热效应的直流电压值，反映实际做功能力；峰值瞬时高但持续短，电器设计需以有效值为基准。
参考答案不再严格成立。转速变化使周期不再恒定；磁场不均时 B 随角度变化，磁通量函数偏离简谐形式，电动势波形畸变但仍可能周期性变化。