1、16.5 電磁感應 發(fā)電機,一、磁生電的探索,一、磁生電的探索,一、磁生電的探索,J.Henry （17971878）,1830年美國人亨利把一條中間纏繞著線圈 的鐵棒，吸附在一馬蹄形電磁鐵的兩 極上，線圈的引線接上一檢流計。當 打開或關上馬蹄形電磁鐵的開關瞬間， 檢流計的指針產生偏轉。當時亨利并 未立刻把他的發(fā)現(xiàn)寫成論文發(fā)表。,1827年開始研究電磁現(xiàn)象。,1828年他組裝成第一個強電磁鐵。,1831年發(fā)明超強電磁鐵起重量可高達1噸。,1831年發(fā)明模型電報機。,1831年制成電動機。,1832年研究并發(fā)現(xiàn)了自感現(xiàn)象。,1835年發(fā)明電磁繼電器。,1842年確立了電容器放電的振蕩性質。,一、

2、磁生電的探索,M.Farad （17911867）,1831年9月23日，法拉第將繞有線圈的鐵棒放在兩個條型磁鐵 棒的兩極之間，線圈兩端連接檢流計，如下圖所示。當兩鐵 棒的另一端在張合的瞬間，檢流計也顯示有短暫電流通過。,（感應電流）,一、磁生電的探索,探究感應電流的產生條件與特點,1.閉合導線在磁場中沿某些方向運動時產生電流。,2.感應電流方向與運動方向、磁場的方向有關。,3.感應電流的大小會與哪些因素有關呢？,二、電磁感應現(xiàn)象,1.閉合導線在磁場中怎樣運動才能產生電流呢？,2.感應電流方向與運動、磁場方向有什么關系呢？,4.電磁感應中是否存在能量的轉換？,二、電磁感應現(xiàn)象,觀看視頻，思考這

3、個實驗說明了什么？,【活動】,二、電磁感應現(xiàn)象,【條件】,二、電磁感應現(xiàn)象,【條件】,閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感 線運動時，導體中就會產生電流。,“閉合電路”是指電路不能 斷開的，即組成電路的各個元 件連接成一個電流的通路。如 果電路不閉合，就不能形成電 荷定向移動的通路，電路中就 沒有電流。,“一部分導體”不是整個電路，在閉合電路中相當于電源。,“做切割磁感線運動” 就是把磁感線切斷。則導體的運動 方向一定與磁感線成一定角度，而不是與磁感線平行。,“時” 是指感應電流只產生于切割磁感線的過程中。,【法拉第表述】,二、電磁感應現(xiàn)象,【條件】,例、試分析這些經典實驗的道理。,Lenz

4、，Heinrich （18041865）,只要通過閉合電路的磁 感線的多少發(fā)生變化時， 閉合電路中就會產生感 應電流。,【楞次表述】,二、電磁感應現(xiàn)象,【條件】,例：試比較兩種表述的關系。,感應電流方向與運動、磁場方向有什么關系呢？,【思考】,二、電磁感應現(xiàn)象,【方向】,若改變磁場方向、切割方向中的一個，則電流方向隨之改 變；若磁場方向、切割方向同時變化，則電流方向不變化。,（ I v B ）,二、電磁感應現(xiàn)象,【方向】,【結論】,試畫出下圖中第三者的方向。,【思考】,探究影響感應電流大小的因素？,（切割快慢）,（磁場強弱）,1.當切割快慢相同時，磁場強，電流大。,2.當磁場強弱相同時，切割快

5、，電流大。,二、電磁感應現(xiàn)象,【大小】,1.因素：,2.結論：,實現(xiàn)了機械能向電能的轉化。,【應用方向】,科學家利用這一現(xiàn)象發(fā)明了什么重要工具？,【思考】,神奇的電磁感應現(xiàn)象實 現(xiàn)了人類多年磁生電的 夢想。這一現(xiàn)象在電能 的開發(fā)和利用方面對你 有何啟示呢？,如何實現(xiàn)持續(xù)地產生感應電流呢？,電磁感應現(xiàn)象,哪些方案在實際制作中更易實現(xiàn)較大的感應電流？,（機械能轉化為電能）,三、發(fā)電機,【原理】,【設計】,三、發(fā)電機,【方案】,三、發(fā)電機,【方案】,三、發(fā)電機,【方案】,三、發(fā)電機,【方案】,三、發(fā)電機,【方案】,三、發(fā)電機,【方案】,磁體、電刷、線圈、轉軸、銅環(huán)、轉動裝置等。,三、發(fā)電機,【結構】

6、,三、發(fā)電機,【過程】,1 周,周期性地改變方向的電流，叫做交流電。,線圈轉動一周的時間(s）,每秒線圈轉過的周數(shù)(Hz),周期（T）：,頻率（f ）：,0.1 s,三、發(fā)電機,【特點】,【交流電AC】,B、直流發(fā)電機,A、交流發(fā)電機,（產生直流電的電源）,（產生交流電的電源）,我國國家電網提供的交流電有什么特點？,我國交流電的周期是 s，頻率是 Hz，即1秒 鐘內有 個周期，線圈轉過 周，交流電的方 向每周期改變 次，電流方向1s內改變 次。,0.02,50,50,2,100,50,為什么國家電網提供這么高頻率的電流？,三、發(fā)電機,【特點】,【思考】,【類型】,大型交流發(fā)電機較一般的發(fā)電機需要有哪些改進呢？,三、發(fā)電機,【大型交流發(fā)電機】,【思考】,產生更高的電壓和更強的電流。,確保更穩(wěn)定、安全的工作狀態(tài)。,（更強的磁場）,（更快的轉動）,（更多匝數(shù)的線圈）,（線圈不動，磁極旋轉的方式）,（旋