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电工与电子技术(电工部分.doc

上传人:hskm5268 文档编号:5575451 上传时间:2019-03-08 格式:DOC 页数:69 大小:1.37MB
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资源描述

1、1第一章直流电路一、本章教学内容:直流电路是电工电子的基础,本章主要介绍电路的基本概念、基本物理量、基本定律应用分析计算直流电路的方法。这些方法也适用于交流电路,通过本章的学习为学习后续课程打下基础。 二、本章教学目的1、电路的作用与组成;理想电路元件与电路模型。2、电流及共其参考方向;电压、电位与电动势及其参考方向:3、关联参考方向;电功率和电能;会利用功率判断电源、负载。4、了解电阻元件的特性。 5、掌握电阻元件的电压、电流关系及功率的计算。6、了解电路的负载、开路及短路状态。7、理解电容、电感元件上的 u-i 关系。8、掌握电路的基本定律-基尔霍夫定律9、了解电路的工作状态10、掌握用支

2、路电流法求解复杂电路 11、掌握理解戴维南定理的内容。12 、会用戴维南定理分析电路。三、本章教学重点1、电路的作用与组成;理想电路元件与电路模型。2、电流及共其参考方向;电压、电位与电动势及其参考方向:3、关联参考方向;电功率和电能;会利用功率判断电源、负载。4、电阻元件的电压、电流关系及功率的计算。5、电路的负载、开路及短路状态。6、电路的基本定律-基尔霍夫定律7、电路的工作状态8、用支路电流法求解复杂电路 29、戴维南定理的内容。10 、戴维南定理分析电路。四、本章教学难点1、电流及共其参考方向;电压、电位与电动势及其参考方向:2、关联参考方向;电功率和电能;会利用功率判断电源、负载。3

3、、电阻元件的电压、电流关系及功率的计算。4、电路的负载、开路及短路状态。5、电路的基本定律-基尔霍夫定律6、用支路电流法求解复杂电路 7、戴维南定理的内容。8 、戴维南定理分析电路。五、本章课时分配见教学计划进度表3周次 日期 星期 节次一、课题:1.1 电路的基本概念(一) 二、教学目的:1、理解掌握电流及共其参考方向;电压、电位与电动势及其参考方向:2、熟知关联参考方向;电功率和电能的概念;会利用功率判断电源、负载。三、教学重点:1、电路的基本物理量及电流、电压参考方向。2、常用电路元件的伏安特性四、教学难点:1、电路的基本物理量及电流、电压参考方向五、教学方法:理论教学六、教具七、时间分

4、配课题引入 10 分钟 讲授 85 分钟 作业布置 5 分钟 八、作业布置九、审批十、教学内容1、组织教学2、课题引入1l 电路的基本概念(一)一、电路的作用与组成1.电路的定义:2.电路的作用: 1)能量的传输和转换2)传递和处理电信号43.电路的组成:电源、负载、中间环节二、理想电路元件与电路模型 1.理想元件:2.电路模型:12 电路的基本物理量一、电流及其参考方向(一)电流1电流的定义:电粒子(电子、离子等)的定向运动, 称为电流。2电流的大小:3电流的方向:当电流的量值和方向都不随时间变化时,称为直流电流,简称直流。直流电流常用英文大写字母 I 表示量值和方向随着时间按周期性变化的电

5、流, 称为交流电流, 常用英文小写字母 i 表示。4电流的单位:单位是安培, 符号为 A。常用的有千安( kA), 毫安(mA), 微安(A)等。(二)电流的参考方向电流的参考方向为了分析计算的方便而人为任意假设的方向。利用电流的参考方向和正负值来标明电流的实际方向二、电压、电位与电动势及其参考方向(一)电压及其参考方向1电压的定义:电路中 A、 B 两点间的电压是单位正电荷在电场力的作用下由 A 点移动到 B 点所减少的电能, 2电压的大小:dtqidqWu5bababaab uuu 0000如果已知 a、b 两点的电位各为 UaUb,则此两点间的电压 Uab=Ua-Ub3电压的方向:电压的

6、实际方向是使正电荷电能减少的方向4电压的单位:电压的 SI 单位是伏特, 符号为 V。 常用的有千伏(kV) 、毫伏(mV) 、 微伏(V )等。(二)元件的电压参考方向与电流参考方向是一致的, 称为关联参考方向。(三)电位1.电路中某点的电位定义为单位正电荷由该点移至参考点电场力所做的功。2.电位与两点间电压的关系 (四)电动势 1电动势的定义2电动势的大小3电动势的方向(五)电压、电动势的参考方向(六)关联参考方向与非关联参考方向:三、电功率1、如果电流、电压选用关联参考方向,则所得的 p 应看成支路接受的功率,计算所得功率为负值时, 表示支路实际发出功率。2、如果电流、电压选择非关联参考

7、方向,p 应看成支路发出的功率,即计算所得功率为正值时,表示支路实际发出功率; 计算所得功率为负值时, 表示支路接受功率。3. 在直流情况下,功率的单位为瓦特, 简称瓦, 符号为 W,常用的有千瓦(kW) 、兆瓦(MW)和毫瓦(mW)等。四、电阻 1.电阻元件是一个二端元件, 它的电流和电压的方向总是一致的, 它的电流和电压的大小成代数关系。2.电流和电压的大小成正比的电阻元件叫线性电阻元件。电阻的单位是欧姆, 符号为 。电阻的十进倍数单位有千欧(k) 、 兆欧6(M)等。 3、电流和电压的大小不成正比的电阻元件叫非线性电阻元件,五、欧姆定律1、线性电阻元件的伏安特性为通过坐标原点的直线, 这

8、个关系称为欧姆定律。2、在电流和电压的关联参考方向下, 欧姆定律的表达式为 UIR,3、如果线性电阻元件的电流和电压的参考方向不关联,则欧姆定律的表达式为 U-IR十一、课后小结:1.什么叫电路模型?建立电路模型时应注意什么问题?2.电工基础课研究的主要对象是什么?3.PUI:关联 P0 接受 P0 发出非关联 P0 发出 P0 接受十二、后记 周次 日期 星期 节次一、课题:71.1 电路的基本概念(二)1.2 直流电路的基本分析方法(一) 二、教学目的:1、掌握电路的工作状态2、掌握理想电压源、电流源的特性3、掌握实际电源模型的等效变换4、学会利用电源的等效变换求解复杂电路三、教学重点:1

9、、电路的工作状态2、掌握理想电压源、电流源的特性3、掌握实际电源模型的等效变换四、教学难点:1、掌握实际电源模型的等效变换五、教学方法:理论教学六、教具七、时间分配课题引入 10 分钟 讲授 85 分钟 作业布置 5 分钟 八、作业布置看书 P6P11P18 1-4 1-5 1-13 1-14 九、审批十、教学内容1、组织教学2、提问复习81-1 电路的基本概念(一)一、电路的三种状态 当电源与负载通过中间环节连接成电路后,电路有不同的状态,即通路状态、断路状态和短路状态。1、通路(负载)状态S 闭合I=Us/(Rs+R) U=IR=UsIRs电路在负载状态的功率关系:Ps=P+P2、开路(断

10、路)状态S 打开,或电路中某处已经断开时,电路不通I=0 Uoc=Us P=03、短路状态U=0 Isc=Us/Rs Ps=P=I2scRs P=04、举例 例 1-4 二、电压源(一)电压源是一个理想二端元件。它具有两个特点: 1.电压源对外提供的电压 u(t)是某种确定的时间函数,不会因所接的外电路不同而改变,即 u(t)=us(t)。 2.通过电压源的电流 i(t)随外接电路不同而不同。常见的电压源有直流电压源和正弦交流电压源。(二)u(t)0-usi(t)(a)us(t)t(b)us(t)t0Um 0.5T T(c)Us9(三)图是直流电压源的伏安特性。(四)特性1.电压为零的电压源相

11、当于短路。2.电压源发出的功率为:p0 时, 电压源实际上是发出功率;p0 时, 电压源实际上是接受功率。三、电流源(一)1.电流源也是一个理想二端元件,它有以下两个特点:(1) 电流源向外电路提供的电流 i(t)是某种确定的时间函数,不会因外电路不同而改变, 即 i(t)=is, is 是电流源的电流。 (2) 电流源的端电压 u(t)随外接的电路不同而不同。 2.如果电流源的电流 is=Is (Is 是常数),则为直流电流源。(二)电流源(三)电流源特性1.电流为零的电流源相当与开路。2.电流源发出的功率为 p0, 电流源实际是发出功率; p0, 电流源实际是接受功率。3.电压源和电流源,

12、称为独立源。在电子电路的模型中还常常遇到另一种电源, 它们的源电压和源电流不是独立的, 是受电路中另一处的电压或电流控制, 称为受控源或非独立源四、实际电压源模型0UIUsu-i(a)is 0ui(b)Is10(一)电压源和电阻 R 的串联组合电压源和电阻串联组合1 .实际电压源模型其外特性方程为:2.实际电流源的模型(1)电流源和电导 G 的并联。(2)实际电流源的模型其外特性为3.两种实际电源模型的等效变换比较上式只要满足实际电压源和实际电流源间就可以等效变换。注意:的参考方向是由的负极指向其正极。思考题-Us(a)I-UUsUs / R IU0(b)R RIUsIs(a)I-UIsIs

13、/ GIU0(b)GUG GUIsssGUIR,1111.直流电压源的电流是怎样变化的?2 .直流电流源的端电压怎样确定?举例说明。3.用一个等效电源替代下列各有源二端网络。十一、小结1、理想电源的概念。 2、实际电压源、电流源间的等效变换。3、电路的三种工作状态:通路、开路、短路。十二、后记周次 日期 星期 节次一、课题:1.2 直流电路的基本分析方法(二) 12二、教学目的:1、掌握电路的基本定律的内容-基尔霍夫定律2、了解支路电流法的解题方法三、教学重点:1、基尔霍夫定律的应用 四、教学难点:基尔霍夫电压定律五、教学方法:理论教学六、教具七、时间分配课题引入 10 分钟 讲授 85 分钟

14、 作业布置 5 分钟 八、作业布置看书 P11P14P38 1-6 1-7 1-8 1-12 九、审批十、教学内容1、组织教学2、提问复习1.2 直流电路的基本分析方法(二) 一、相关名词1)支路: 电路中流过同一电流的一个分支称为一条支路。2)节点: 三条或三条以上支路的联接点称为节点。3) 回路:由若干支路组成的闭合路径,其中每个节点只经过一次, 这条闭合路径称为回路。134) 网孔: 网孔是回路的一种。将电路画在平面上, 在回路内部不另含有支路的回路称为网孔。二、基尔霍夫电流定律(KCL)(一)在集中参数电路中,任何时刻,流出(或流入)一个节点的所有支路电流的代数和恒等于零, 这就是基尔

15、霍夫电流定律, 简写为 KCL。写出一般式子,为i=0,对图 1.11 中的节点 a, 应用 KCL 则有把上式改写成下式, 即 i1=i3+i4(二)在集中参数电路中, 任何时刻, 流入一个节点电流之和等于流出该节点电流之和。(三)KCL 原是适用于节点的, 也可以把它推广运用于电路的任一假设的封闭面。例如图 1.11 所示封闭面 S 所包围的电路。三、基尔霍夫电压定律(KVL)(一)定义:在集中参数电路中, 任何时刻, 沿着任一个回路绕行一周, 所有支路电压的代数和恒等于零, 这就是基尔霍夫电压定律, 简写为 KVL。657 892134gi3 i4 b i5ci2fdei6Sai1126

16、ii0431ii14用数学表达式表示为(二)在集中参数电路中, 任何时刻, 沿着任一个回路绕行一周, 所有支路电压的代数和恒等于零, 这就是基尔霍夫电压定律,先要任意规定回路绕行的方向, 凡支路电压的参考方向与回路绕行方向一致者, 此电压前面取“+”号, 支路电压的参考方向与回路绕行方向相反者, 则电压前面取“-”号。(三)如果一个闭合节点序列不构成回路, 例如图 1.11 中的节点序列 acga,在节点ac 之间没有支路, 但节点 ac 之间有开路电压 uac, KVL 同样适用于这样的闭合节点序列在图 1.11 中, 对回路 abcga 应用 KVL, 有如果一个闭合节点序列不构成回路,

17、例如图 1.11 中的节点序列 acga,在节点 ac 之间没有支路, 但节点 ac 之间有开路电压 uac, KVL 同样适用于这样的闭合节点序列, 即有将上式改写为电路中任意两点间的电压是与计算路径无关的,是单值的。所以,基尔霍夫电压定律实质是两点间电压与计算路径无关这一性质的具体表现。不论元件是线性的还是非线性的, 电流、电压是直流的还是交流的, 只要是集中参数电路,KCL 和 KVL 总是成立的。 四、支路电流法定义支路电流法以每个支路的电流为求解的未知量。(一) 、KCL 方程的列写1.以图中所示的电路为例来说明支路电流法的应用。0gacbauu0gacgacuu gcagacac

18、u657 892134gi3 i4 b i5ci2fdei6Sai115对节点 a 列写 KCL 方程: =0对节点 b 列写 KCL 方程:节点数为 n 的电路中,按 KCL 列出的节点电流方程只有(n-1)个是独立的。2.KvL 方程的列写(1)按顺时针方向绕行, 对左面的网孔列写 KVL 方程:(2)按顺时针方向绕行对右面的网孔列写 KVL 方程:3、支路电流法分析计算电路的一般步骤(1)在电路图中选定各支路(b 个)电流的参考方向,设出各支路电流。 (2)对独立节点列出(n-1)个 KCL 方程。 (3)通常取网孔列写 KVL 方程,设定各网孔绕行方向,列出 b-(n-1)个 KVL

19、方程。 (4)联立求解上述 b 个独立方程, 便得出待求的各支路电流。 十一、小结1、 基尔霍夫定律:KCL KVL2、支路电流法解复杂电路十二、后记321I0I2121sUIR232sI16周次 日期 星期 节次一、课题:1.2 直流电路的基本分析方法(三) 二、教学目的1、掌握理解戴维南定理的内容。2 、会用戴维南定理分析电路。3、熟知电位的计算三、教学重点1、戴维南定理的内容2、电位的计算四、教学难点:1、戴维南定理的应用五、教学方法: 理论教学17六、教具七、时间分配课题引入 10 分钟 讲授 85 分钟 作业布置 5 分钟 八、作业布置看书 P14P16P19 1-15 1-9 1-

20、10 1-11 九、审批十、教学内容1、组织教学2、提问复习1.2 直流电路的基本分析方法(三) 一、戴维南定理内容戴维南定理指出: 含独立源的线性二端电阻网络, 对其外部而言, 都可以用电压源和电阻串联组合等效代替(1)该电压源的电压等于网络的开路电压(2)该电阻等于网络内部所有独立源作用为零情况下的网络的等效电阻二、证明(一)下面我们对戴维南定理给出一般证明证明(二)IRUIIII iciic0“ “0,I-URi-Uocab(e)I-URiab(d)I有源-UabI(c)有源-UabI(b)有源-UabI(a) 18三、等效电阻的计算方法(一)等效电阻的计算方法有以下三种:(1) 设网络

21、内所有电源为零, 用电阻串并联或三角形与星形网络变换加以化简, 计算端口 ab 的等效电阻。 (2) 设网络内所有电源为零, 在端口 a、 b 处施加一电压 U, 计算或测量输入端口的电流 I, 则等效电阻 Ri=U/I。 (3)用实验方法测量, 或用计算方法求得该有源二端网络开路电压 Uoc 和短路电流Isc, 则等效电阻 Ri=Uoc/Isc。 例 2:求图(a)所示电路的戴维南等效电路。 -Uoca2.5 V0.2kb1.8k -0.4 k(a)I1I25 mA0.2k1.8k0.4 k Riab(b)ab(c)Ri-Uoc19解:先求开路电压 Uoc(如图(a)所示)然后求等效电阻 R

22、i其中四、电位电路中某点到参考点的电压,称电位。参考点:选择电路中任意一点为参考点,并规定参考点的电位为零。如图:如果选择 a 点为参考点:Ua=0Ub=Uba= 60vUc=Uca=80vUd=Uda=30v如果选择 b 点为参考点:Ub=0VIUmAIoc 32.7.4058.14.08.152221 kRi 93.14.02.8.1kRVUioc 93.1,3.720Ua=Uab=60vUc=Ucb=140vUd=Udb=90v由上面结果可看出:1、电路中某点的电位等于该点与参考点之间的电压。2、参考点选的不同,电路中各点的电位值随着改变,但是任意两点间的电压值时保持不变的。所以各点电位

23、的高低是相对的,而两点间的电压值是绝对的。思考题1.一个无源二端网络的戴维南等效电路是什?如何求有源二端网络的戴维南等效电路?2.在什么条件下有源二端网络传输给负载电阻功率最大?这时功率传输的效率是多少?十一、课后小结:1、 戴维南定律的内容。2、 戴维南定律的应用。十二、后记周次 日期 星期 节次实训1、 电位与电压的测量 一、实训目的 (1) 通过实训熟悉本实训所用的仪器、仪表的使用方法。 (2) 学会测量直流电路中电位、电压的测量方法。 (3) 验证电位与电压的关系。 二、实训器材 (1) 万用表(500型) 一块 (2) 直流电源 一台 (3) 直流实验电路 一块 21(4) 1/2W

24、,500、150电阻,100电位器 各一只 (5) 连接导线 三、万用表的使用 ( l )交流电压的测量 将红、黑试笔分别插入标有“ + ”、“一”号插孔中,将旋钮旋至“ V”的四挡范围内,如果不能确定被测电压的大小数值时,应先将旋钮旋至最大量程上,根据指示的大约数值,再选择合适的“ V”的位置使指针摆到最大的偏转度。例如被测电压为 220V ,在没有确定数值之前可以将旋钮旋至 500V 位置,知道它的大概数值之后即可将挡旋至 250V 挡即能测出准确的电压值。因为仪表的误差是按满刻值的百分数计算的,因此,指针越接近满度,误差越小。测量 10V 以下交流电压时,用第三条“10V”专用刻度数,

25、10V 以上交流电压用第二条刻度数。 ( 2 )直流电压的测量测量方法与交流电压相似,只需将范围开关旋至“”,红表笔接高位端,黑表笔接低位端,按第二条刻度数读取即可。 ( 3 )直流电流测量将旋钮旋至“”范围内,测量时将万用表笔串接在被测电路中。电流从红笔进黑笔出。注意测电流时,切勿将表笔并接在直流电压的两端,否则电表就会因过载而烧坏。 ( 4 )电阻的测量,将旋钮旋至“ ”挡范围内,并将表笔两端短接,使指针向满度偏转,如果指针不指零位,调节“”的调节旋钮使指针指到零位,分开表笔,进行测量未知电阻的数值。为了提高准确度,指针所指的数值希望在刻度的中间一段上,即全刻度的 20 -80 % 范围内

26、。表内附有1.5 干电池供电阻挡使用,若短接表笔指针不指零位时,表示电池电压不足,应更换新电池。(5)使用万用表注意事项 每次测量前,应预先选好待测的量限挡级。 测量直流电压时,应把红表笔接高电位,黑表笔接低电位。 测直流电流时,应把表笔先串入待测支路,然后接通待测电路的电源;测量完毕应断开待测支路电源,然后才能断开表笔,否则会有电弧甚至烧坏表头。 测电阻时,均应选一个合适的测量档,每换一测量档均要调零,当不能估算待电22阻的阻值范围时,应将测量档从大档位开始逐渐往下调整选择。读数时尽量使指针在刻度中间一段范围内,绝不允许带电测电阻,否则会烧毁电表。 为了防止误用“”挡和“ ”挡测电压,测量完

27、毕后应将转换开关旋至“ 500 ”挡位、空挡上或“”档。 四、实训内容与步骤 ( 1 )按图1-42 接线, g 和 h 点间暂不连接,电池电压 =1.5 ,稳压电源电压 =8, RP 为100可变电阻器,电阻 = 5001 SU2SU1R , = 150。 2 R( 2 )测量电流:闭合开关 S ,用万用表直流电流档测量回路电流的值 I , 记人表 1 -1 中。 ( 3 )选择a点为参考点,即电位=0 ,测量表1-1中所列各点电位和各段电压,并记人表1-1 中(测量时注意电位和电压的正负)。 aV( 4 )选择 b 点为参考点,即 =0,重复上述测量,数据记入 图1-42 电压与测量训练电

28、路 bV表1-1 中。 ( 5 )测定等电位点。选择 g 点为参考点,把电压表接至 g 与 h 之间,调节可变电阻器的滑动触点 h ,使电压表指示为零值(或 g 与 h 间接人电流表,使电流为零值) , g 与 h 两点即为等电位点。再用导线连接 g 和 h 两点,分别测量表1-1中的所列各点电位和各段电压值,并记人表 l-1中。 五、实训思考 (1) 根据实验测得的数据证实电位的单值性、相对性及电压的绝对性。 23(2) 分析误差存在的原因 (3)有能力的同学可进行简单的电位、电压测量线路及参数记录表格设计,老师检查合格进行试验。 六、实训报告七、审批八、后记第二章 正弦交流电路一、本章教学

29、内容:本章介绍正弦交流电的基本概念及其表示方法,并确定不同参数和不同结构电路中的电压与电流的关系和功率。以及三相电源供电电路中,对称负载不同连接时电流和电压的关系和功率。对本章学习的基本概念、基本理论和基本分析方法应很好地掌握,并能应用。为今后学习电机、电器及电子技术打好基础。二、本章教学目的241、电路的作用与组成;理想电路元件与电路模型。2、电流及共其参考方向;电压、电位与电动势及其参考方向:3、关联参考方向;电功率和电能;会利用功率判断电源、负载。4、了解电阻元件的特性。 5、掌握电阻元件的电压、电流关系及功率的计算。6、了解电路的负载、开路及短路状态。7、理解电容、电感元件上的 u-i

30、 关系。8、掌握电路的基本定律-基尔霍夫定律9、了解电路的工作状态10、掌握用支路电流法求解复杂电路 11、掌握理解戴维南定理的内容。12 、会用戴维南定理分析电路。三、本章教学重点1、电路的作用与组成;理想电路元件与电路模型。2、电流及共其参考方向;电压、电位与电动势及其参考方向:3、关联参考方向;电功率和电能;会利用功率判断电源、负载。4、电阻元件的电压、电流关系及功率的计算。5、电路的负载、开路及短路状态。6、电路的基本定律-基尔霍夫定律7、电路的工作状态8、用支路电流法求解复杂电路 9、戴维南定理的内容。10 、戴维南定理分析电路。四、本章教学难点1、电流及共其参考方向;电压、电位与电

31、动势及其参考方向:2、关联参考方向;电功率和电能;会利用功率判断电源、负载。3、电阻元件的电压、电流关系及功率的计算。254、电路的负载、开路及短路状态。5、电路的基本定律-基尔霍夫定律6、用支路电流法求解复杂电路 7、戴维南定理的内容。8 、戴维南定理分析电路。五、本章课时分配见教学计划进度表周次 日期 星期 节次一、课题:2.1 正弦交流电的基本概念及表述方法2.2 正弦量的相量表示法二、教学目的261、掌握正弦量的三要素的概念;2、 掌握正弦量的有效值概念;3、掌握同频率正弦量的相位差且能根据三要素确定正弦量的解析式;能正确判断正弦量的相位关系三、教学重点1、正弦量的三要素的概念;2、

32、正弦量的有效值概念;3、同频率正弦量的相位差四、教学难点:1、掌握同频率正弦量的相位差2、根据三要素确定正弦量的解析式;能正确判断正弦量的相位关系五、教学方法: 理论教学六、教具七、时间分配课题引入 10 分钟 讲授 85 分钟 作业布置 5 分钟 八、作业布置看书 P23P28P38 2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 九、审批十、教学内容1、组织教学2、提问复习一、正弦交流电的基本概念直流电路中的电动势、电压、和电流是不随时间改变的,如图 2.1 所示。27交变电动势、交变电压、交变电流统称为交流电,其大小与方向随时间作周期性的变化。正弦交流电可用正弦曲线表示,如图 2.2 所示。1、

33、正弦量的三要素 图 3.3 画出了正弦量(以电流 i 为例)的一般变化曲线。电流 i 随时间的变化关系可用正弦函数表达,为)sin(imtI式(3.2)称为正弦量的解析式。式中 i 为正弦交流电的瞬时值, 为正弦交变电流的最大值, 称为正弦量角频率, 称为初相位,t 为时间。因此最大值、角频率、i初相位称为正弦量的三要素。最大值为电流的最大值,也称幅值。正弦量的最大值用带下标 m 的大写英文字母表示,如 、 、 分别表示正弦电流、正弦电压、正弦电动势的最大值。mIUmE角频率 在数值上等于单位时间内正弦函数幅角的增长值,称为角频率。它的单位、为弧度每秒(rad/s)由于在一个周期 T 秒内幅角

34、增长 2 弧度。故 相位角与初相( )是正弦交流电随时间变化的(电)角度。称为该正弦交流电的相位角,it简称相位,单位是弧度(rad),为了方便也可用度。在 t=0 时的相位称为初相。2、相位差两个同频率正弦量初相位之差称为它们之间的相位差。用 表示。相位差的取值范围通常是: 。它反映了这两个正弦量“步调”上的关系。在例 3.1o180o18028中电压与电流的相位差为iuiu)t()t(其数值为 oo90)6(30即两个同频率正弦量的相位差等于它们的初相差。若 0,表示 ,表明 u 的相位导前于 i,或 i 的相位滞后于 u.。ui若 0,即 ,这表明 u 滞后 i,或 i 导前于 u。i若

35、 =0,即 = ,这种情况称为 u 与 i 同相位,简称同相。ui若 ,这表明 u 与 i 在相位上相差 角,这种情况称为 u 与 i 反相。i3、正弦交流电的有效值规定:如果一个交流电流,流过一个电阻,在一周期时间内产生的热量和某一直流电流,流过同一电阻,在相同时间内所产生的热量相同,那么这个直流电流的量值就称为交流电流的有效值。交流电的有效值用大写英文字母 I、U、E 表示。正弦量的有效值等于它最大值的 倍。二、正弦交流电的表示法(相量图表示、相量复数表示)1相量用大写英文字母上加一点来表示,如 、 、 表示幅值相量。mIUmEI、U、E 表示有效值相量图 3.6 正弦量用旋转相量来表示2

36、9在交流电路得中,若计算同频率的正弦量的相加或相减,先画相量图,再用平行四边形法则进行分析计算。2、相量复数表示法可以用一个有向线段(相量)表示一个正弦量。而有向线段可以在复平面内用复数表示。表示正弦电流 的相量的复数形式为)tsin(Im是电流幅值相量, 是电流有效值相量。ImI I复数的模表示正弦量的最大值(或有效值) ,幅角表示正弦量的初相角。十一、小结:1随时间按正弦规律变化的电压和电流统称为正弦电量,或称正弦交流电。若知正弦量的三要素,即最大值 Im(或有效值 ) 、频率 f(或周期 T=1f,或角频率 )和初相位 ,就可以写出它的瞬时值表达式,也可画出它的波形图。2正弦量可用解析式

37、式、波形图和相量三种方法来表示。三角函数式和波形图是两种基本的表示方法,能将正弦量的三要素全面表示出来,但不便于计算;相量表示法是分析和计算交流电路的一种重要工具,它用相量图或复数式表示正弦量的量值和相位关系,通过简单的几何或代数方法对同频率的正弦交流电进行分析计算,十分方便。十二、后记30周次 日期 星期 节次一、课题:2.3 正弦交流电中的基本元件二、教学目的1、掌握正弦交流电路中的电阻元件、电容元件、电感元件的电压电流的关系;2、掌握平均功率和无功功率的概念3、根据元件的电压电流关系对电路进行计算分析三、教学重点1、理想元件的电压电流的关系四、教学难点:1、理想元件电压电流的相量关系;电容元件电感元件的无功功率的概念五、教学方法: 理论教学六、教具七、时间分配课题引入 10 分钟 讲授 85 分钟 作业布置 5 分钟 八、作业布置看书 P28P33P92 2-6 2-7 九、审批十、教学内容1、组织教学2、提问复习2.3 正弦交流电中的基本元件一、电阻元件电路

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