發(fā)電機與電動機 電能與社會1了解發(fā)電機的發(fā)明歷程，認識發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)2知道什么是交變電流，認識交變電流的波形3了解電動機的發(fā)明歷程，認識電動機的結(jié)構(gòu)4了解感應(yīng)電動機的工作原理5了解發(fā)電機、電動機對能源利用方式、工業(yè)發(fā)展所起的作用了解電能的使用對于社會進步、經(jīng)濟發(fā)展的貢獻一、把機械能轉(zhuǎn)化為電能發(fā)電機的發(fā)明1在法拉第發(fā)明了圓盤發(fā)電機后，1832年，法國的皮克西發(fā)明了用永久磁鐵制造的發(fā)電機1834年，英國的克拉克制造了一臺帶有整流子的手搖永磁發(fā)電機2發(fā)電機的結(jié)構(gòu)發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，它主要由磁極和線圈兩大部分組成交流發(fā)電機3交變電流當線圈在磁場內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動時，穿過線圈的磁通量發(fā)生周期性的變化，線圈中就會產(chǎn)生大小、方向周期性變化的電流，這種電流叫做交變電流4只有一個線圈在磁場里轉(zhuǎn)動的發(fā)電機，叫做單相交流發(fā)電機實際的大型發(fā)電機都在磁場中放置三個互成120角的相同線圈，相當于三個單相發(fā)電機組合起來這種發(fā)電機叫三相交流發(fā)電機產(chǎn)生的電流叫做三相交變電流二、把電能轉(zhuǎn)化為機械能電動機的發(fā)明11834年，俄國的雅各比，制成第一臺實用的電動機1883年，美國的特斯拉制成了一臺感應(yīng)電動機1889年，俄國的多利沃多布羅沃利斯基制成了實用的三相感應(yīng)電動機2電動機的結(jié)構(gòu)感應(yīng)電動機的定子由鐵心和嵌在鐵心中互成120角的三組線圈組成，轉(zhuǎn)子是由鐵心和嵌在鐵心上的閉合導(dǎo)體構(gòu)成，也叫鼠籠式感應(yīng)電動機3感應(yīng)電動機的原理(1)如果設(shè)法在空間形成一個旋轉(zhuǎn)的磁場，那么放在旋轉(zhuǎn)磁場中的閉合導(dǎo)體，就會在電磁相互作用的驅(qū)動下發(fā)生轉(zhuǎn)動(2)三相交變電流能在空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，仿佛有一塊旋轉(zhuǎn)著的磁鐵一樣三、重要的能源電能1能的轉(zhuǎn)化是通過做功實現(xiàn)的發(fā)電機中實現(xiàn)能的轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動要使發(fā)電機轉(zhuǎn)子持續(xù)轉(zhuǎn)動，就必須消耗其他形式的能來做功工業(yè)上，根據(jù)使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的動力來源，把發(fā)電分為水力發(fā)電、火力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、潮汐發(fā)電、核能發(fā)電等2電能的應(yīng)用主要體現(xiàn)在能量的轉(zhuǎn)換與傳遞、電照明和電通信三個方面四、電能與社會除照明需要和電化學(xué)、電冶金等生產(chǎn)直接使用電能外，電傳動是范圍最廣、形式最多的電能應(yīng)用領(lǐng)域一、認識發(fā)電機1發(fā)電機：把機械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置2交流發(fā)電機的結(jié)構(gòu)定子：發(fā)電機中固定不動的部分轉(zhuǎn)子：發(fā)電機中轉(zhuǎn)動的部分發(fā)電機可以分為兩大類：電樞轉(zhuǎn)動、磁極不動的發(fā)電機，叫做旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機磁極轉(zhuǎn)動、電樞不動的發(fā)電機，叫做旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機3交流發(fā)電機的工作原理如圖所示，線圈平面從平行于磁感線的水平位置開始轉(zhuǎn)動，線圈的一個邊向上運動，另一個邊向下運動，切割磁感線，線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流電流從線圈的一個邊流出，從另一個邊流進當線圈轉(zhuǎn)過半周后，線圈的左右兩邊在磁場中的運動方向發(fā)生了變化，原來向上運動的改為向下運動，原來向下運動的改為向上運動，結(jié)果使得線圈中的電流方向發(fā)生了改變這就產(chǎn)生了大小和方向都隨時間做周期性變化的電流二、認識交變電流1交變電流：大小和方向都隨時間做周期性變化的電流叫做交變電流，簡稱交流(ac)2描述交變電流的物理量(1)周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時間，通常用t表示，單位是秒(s)(2)頻率：1 s內(nèi)交變電流完成周期性變化的次數(shù)，通常用f表示，單位是赫茲(hz)(3)峰值：交變電流在一個周期內(nèi)所能達到的最大值3正弦式交變電流(1)定義：按正弦規(guī)律變化的交變電流叫做正弦式交變電流，簡稱正弦式電流(2)正弦交變電流的波形正弦交變電流的波形im為交變電流的最大值(3)正弦交變電流的表達式iimsin tuumsin tim，um為交變電流的最大值為線圈轉(zhuǎn)動的角速度，三、認識電動機1電動機的結(jié)構(gòu)定子：電動機中固定不動的部分(如永久磁鐵和電動機外殼)轉(zhuǎn)子：電動機中轉(zhuǎn)動的部分(如線圈)電刷、換向器：將電流持續(xù)供給線圈并適時改變流入線圈中電流的方向，確保轉(zhuǎn)子持續(xù)旋轉(zhuǎn)2原理通電線圈受安培力的作用而旋轉(zhuǎn)在轉(zhuǎn)過與磁場方向垂直的位置后，通過換向器改變電流方向，使線圈不間斷地轉(zhuǎn)下去題型1發(fā)電機、電動機的結(jié)構(gòu)及原理關(guān)于電動機、發(fā)電機的說法，正確的是()a交流發(fā)電機是根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的b電動機是根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的c電動機是把電能轉(zhuǎn)化成機械能的裝置d發(fā)電機是把其他能轉(zhuǎn)化成電能的裝置解析電動機是應(yīng)用通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動的原理制成，故b選項錯誤，其他正確答案acd題型2對交變電流波形的認識小型交流發(fā)電機中，矩形金屬線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間呈正弦函數(shù)關(guān)系，如圖所示此線圈與一個r10 的電阻構(gòu)成閉合電路，不計電路的其他電阻，下列說法正確的是()a交變電流的周期為0125 sb交變電流的頻率為8 hzc交變電流的最大值為2 ad交變電流的最大值為4 a解析由題圖可直接獲取的信息是：交變電流的周期是0250 s，a錯；線圈中產(chǎn)生的交變電流為正弦交變電流從而可推出：交變電流的頻率f hz4 hz，b錯；感應(yīng)電動勢的最大值em20 v，交變電流的最大值im a2 a，c正確，d錯答案c1下列說法正確的是()a電流的磁效應(yīng)是法拉第發(fā)現(xiàn)的b1832年，皮克西發(fā)明了用永久磁鐵制造的發(fā)電機c1834年，雅各比制成一臺感應(yīng)電動機d電動機是愛迪生發(fā)明的答案：b2電動機是一種高效率，低污染的動力設(shè)備，廣泛地應(yīng)用在日常生活和生產(chǎn)實踐中下列家用電器中應(yīng)用了電動機的是()a洗衣機b電飯鍋c電熱水壺 d電熱毯答案：a3如圖所示，是一正弦式交變電流的電流圖像此正弦交變電流的周期和電流的最大值分別為()a001 s，10 ab002 s，10 ac002 s，10 ad001 s，10 a答案：b4直流電動機中，換向器的作用是()a改變線圈中電流的方向b改變線圈轉(zhuǎn)動