1、课 时 授 课 计 划专业:机电 班级: 11 级中专富士康班 教师:杨细莲教学方式 课堂教学内容 项目四 单项正弦交流电任务 1 正弦交流电的基本物理量 教学时数 2知识目标 1、掌握正弦量的三要素。 2、掌握正弦量的相位关系。 教学重点与难点重点： 正弦量的三要素、 相位关系 难点： 初相教学内容导言: 生活、生产中，大量使用的电能都是正弦交流电，了解交流电就很有必要的。一、复习与提问1、电感、电容元件的检测。2、电感和电容电路电压和电流的关系。二、正弦交流电的特点 大小和方向随时间按正弦规律变化的电流称为正弦交变电流，简称交流（ ac 或 AC ） 。我们日常正弦交流电具有以下特点： 1
2、 、交流电压易于改变。 在电力系统中，应用变压器可以方便地改变电压，高压输电可以减少线路上的损耗；降低电压以满足不同用电设备的电压等级。 2 、交流发电机比直流发电机结构简单。 三、正弦量的三要素 区别不同的正弦量需要从它们变化的快慢、变化的先后和变化的幅度三方面考虑。 1、变化的快慢 - 用周期、频率或角频率描述。 (1) 周期 ： T ，秒。 (2) 频率： ， Hz 。 。 (3) 角频率 ： * 周期越短、频率（角频率）越高，交流电变化越快。 * 工频 ， ， 2 、变化的先后 - 用初相角描述 (1) 相位角 ： (2) 初相角 ： t=0 时正弦量的相位角称作初相角。 * 的大小和
3、正负与计时起点有关。 * 规定 * 当正弦量的初始值为正时， 角为正；初始值为负时， 角为负。 * 如果正弦量零点在纵轴的左侧时， 角为正；在纵轴右侧时， 角为负。 3、变化的幅度 - 用最大值来描述 （ 1 ）瞬时值：用小写字母表示，如 e 、 u 、 i 。 （ 2 ）最大值：也称振幅或峰值，通常用大写字母加下标 m 表示，如 。 一个正弦量与时间的函数关系可用它的频率、初相位和振幅三个量表示，这三个量就叫正弦量的三要素。对一个正弦交流电量来说，可以由这三个要素来唯一确定： 四、相位差与相位关系 1 相位差 两个正弦交流电在任何瞬时相位角之差称相位差。* 两个同频正弦量的相位差等于它们的初
4、相之差。 * 规定 。 2 相位关系 超前、滞后关系； 同相关系（ ； 反相关系 ； 正交关系 小结：1、正弦交流电的定义与特点。2、正弦交流电三要素、相位差和相位关系。作业：1 、正弦交流电的三个基本要素是？2、我国工业及生活中使用的交流电频率与周期为多少？ 3、已知正弦交流电压 ，它的最大值、频率为、周期 、角频率 、初相位、 。 4、已知两个正弦交流电流： 则 的相位差。课 时 授 课 计 划专业:机电 班级: 11 级中专富士康班 教师:杨细莲教学方式 课堂教学内容 任务 2 交流电的表示方法教学时数 2知识目标 1. 掌握复数的基本知识。 2 掌握 正弦量的 相量表示法。 教学重点与
5、难点重点： 正弦量的 相量表示法。 难点： 相量图教学内容导言: 一个正弦量可以用三角函数式表示，也可以用正弦曲线表示。但是用这两种方法进行正弦量的计算是很繁琐的，有必要研究如何简化。 由于在正弦交流电路中 , 所有的电压、电流都是同频率的正弦量，所以要确定这些正弦量，只要确定它们的有效值和初相就可以了。相量法就是用复数来表示正弦量。使正弦交流电路的稳态分析与计算转化为复数运算的一种方法。一、复习与提问1、正弦交流电的特点。2、正弦交流电的三要素。二、复数概述 1 复数：形如 的式子称为复数， 为复数的实部， 为复数的虚部， 、 均为实数， 为虚数单位。 2 复数的图示法 式中 为复数 A 的
6、模， 为复数 A 的辐角。 3 复数的表示形式及其相互转换 其中代数式常用于复数的加减运算，极坐标式常用于复数的乘除运算。 4 复数的运算法则 相等条件：实部和虚部分别相等（或模和 辐角 分别相等）。 加减运算：实部和实部相加（减） ，虚部和虚部相加（减） 。乘法运算：模和 模相乘 ， 辐角和辐角相加。 除法运算： 模和 模相除 ， 辐角和辐角相减。 5 共轭复数 - 实部相等、虚部互为相反数（或模相等、辐角互为相反数） 四、相量表示法 1 正弦量与复数的关系 = sin( )= = 正弦电压 等于复数函数 的虚部，该复数函数包含了正弦量的三要素。 2 相量 - 分有效值相量和最大值相量 有效
7、值相量： = / 最大值相量： = / 3 相量图 在复平面上用一条有向线段表示相量。相量的长度是正弦量的有效值 I ，相量与正实轴的夹角是正弦量的初相。这种表示相量的图称为相量图。 例 1、 。 写出表示 1 和 2 的相量，画相量图 。 解： 1 =100 /60 V 2 =50 /-60 V 相量图见下图 例 2、 已知 1 =100 sin A ， 2 =100 sin( -120 )A ，试用相量法求1 + 2 ，画相量图。 解： 1 =100 /0 A 2 =100 /-120 A 1 + 2 =100 /0 + 100 /-120 =100 /-60 A 1 + 2 =100 s
8、in( -60 )A 小结： 描述事物可以用文字，也可以用数学表达式，还可以用图像。为表示清楚交流电的特征和变化规律，常用数学表达式、波形图和相量图来描述交流电。作业：P107 （1） （2） （3）课 时 授 课 计 划专业:机电 班级: 11 级中专富士康班 教师:杨细莲教学方式 课堂教学内容 任务 3 纯电阻、纯电感、纯电容电路教学时数 2知识目标 1. 掌握 电阻、电感、电容的 电压与电流关系。 2 理解感抗、容抗的概念。 教学重点与难点R 、 L 、 C 元件电压电流相量式。教学内容导言: 交流电路中常用的元件有电阻、电容和电感，了解他们的电路特点和性质才能很好的应用这些元件。一、复
9、习与提问1、如何用矢量图描述交流电。2、如何用示波器测量交流电压值？二、电阻元件的电压与电流 设 ，则有： ， 可得： 当 和 都用相量表示时，有 结论： 纯电阻的电压与电流的瞬时值、有效值、最大值和相量均符合欧姆定律，即 纯电阻的电压与电流同相。 三、电感元件的 电压与电流 设 可得： 则由 可知： 结论： 电感两端的电压与电流的有效值和最大值符合欧姆定律形式，即 * 式中 为感抗，与电阻 R 性质类似，单位也为 。但感抗与频率成正比，当 （直流）时， ，说明电感元件在直流电路中相当于短路；而当 时， ，说明电感元件在高频线路中相当于开路；也就是说，电感线圈具有“通低频、阻高频”的特性。 电
10、感两端的电压超前电流 90 （关联时） 。 电感电压与电流相量符合： 四、 电容元件的 电压与电流 设 ，则 可得： 由 可知 或 结论： 电容两端的电压与电流的有效值和最大值符合欧姆定律形式，即 * 式中 称为容抗，单位是 ，与感抗相似，但容抗与角频率成反比。当 时， ，说明电容元件在直流电路中相当于开路；而当 时， 说明电容元件在高频线路中相当于短路；也就是说，电容具有“隔直通交 ”作用。 电容两端的电压在相位上滞后电流 90 （关联时） 。 电容电压与电流相量符合： 。 五、例题讲解例 1、 流过 50 电阻的电流相量 ，求电阻两端的电压相量 及瞬时值表达式 。 解：例 2、加在电感元件
11、两端的电压 ，电感量 ，电压、电流取关联参考方向，求电流 。 解： 六、电阻元件 （ 1 ）定义：阻碍导体中自由电子运动的物理量，表征消耗电能转换成其它形式能量的物理特征。 （ 2 ）电阻单位：欧姆（ W ） ， 1M 10 3 K W =10 6 。 （ 3 ）电阻的分类：根据其特性曲线分为线形电阻和非线形电阻。 线性电阻的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线。 R = 常数； 非线性电阻的伏安特性曲线是一条曲线。 （ 4 ）电阻定律：对于均匀截面的金属导体，它的电阻与导体的长度成正比，与截面积成反比，还与材料的导电能力有关。 为电阻率， 为电导率。 （ 5 ）电导：表示元件的导电能力，是电
12、阻的倒数，用 G 表示，单位为西门子（ S ） 。 （ 6 ）电阻与温度的关系： PTC 电阻材料：正温度系数较大，具有非常明显的冷导体特性，可用来制作小功率恒温发热器。 NTC 电阻材料：负温度系数较大，具有非常明显的热导体特性，可用来制作热敏电阻。 3. 功率： P UI RI 2 =U 2 /R R 是耗散能量元件 P UI RI 2 =U 2 /R R 是发出能量元件 有功功率：p （瓦特）无功功率：Q （乏）视在功率：S (伏特.安培)小结： 电容、电感和电阻电路的规律作业：P124 （1） （2） （4）课 时 授 课 计 划专业:机电 班级: 11 级中专富士康班 教师:杨细莲教
13、学方式 课堂教学内容 任务 4 常用电光源的认识与荧光灯的安装教学时数 2知识目标 1、掌握串联电路中总电压与各分电压的关系。2、掌握并联电路中总电流与分电流的关系。教学重点与难点教学内容导言: 通用电学实验台，万用表的介绍，练习使用万用表。与常用电光源的认识与荧光灯的安装一、复习与提问1、什么是交流电？2、什么是正弦交流电？3、正弦交流电的三要素是什么？二、实验内容常用电光源的认识与荧光灯的安装三、实验步骤1、白炽灯和白炽灯的串联电路。1 、按实验图 2-1 连接电路。2 、接通电源并将电压调至 220V。3 、将电流表读数填入表 2-1 中。表 2-1U/V U1/V U2/V I/mA4
14、 、用万用电表交流电压挡分别测量两只灯泡两端的电压，并将数据填入 2-1 表中。2、白炽灯和镇流器的串联电路。1 、按实验图 2-2 连接电路。图 2-2 图 2-32 、接通电源并将电压调至 220V。3 、将电流表读数填入表 2-2 中。4 、用万用交流电压挡分别测量灯泡和镇流器两端的电压，并将数据填入表 2-2 中。表 2-2U/V UR/V UL/V I/mA3、白炽灯，镇流器和电容器的串联电路。1 、按实验图 2-3 连接电路。2 、接通电源并将电压调至 220V。3 、将电流表读数填入表 2-3 中。4 、用万用电表交流电压档分别测量电灯泡，镇流器，和电容两端的电压，并将数据填入下
15、表中。U/V UR/V UC/V I/mA4、白炽灯和电容器的并联电路。1 、按实验图 2-4 连接电路。2 、接通电源的并将电压调至 220V。3 、将三只电流表的读数分别填入下表中。U/V I/mA IR/mA IC/mA四、注意事项1、强电实验室注意人和设备安全。2、注意仪表的正常操作。3、注意电源的选择。小结： 1、大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫交变电流，简称交流电。将矩形线圈置于匀强磁场中匀速转动，即可产生按正弦规律变化的交流电，叫做正弦交流电，电是一种最简单而又最基本的交流电。2、描述交流电的物理量有瞬时值、最大值、有效值、周期角频率、相位和初相等。其中有效值，角频率，初相
16、角称为正弦交流电的三要素。3、正弦交流电的表示法有：解析式，波形图和相量图。作业：1、两白炽灯串联的电路中，两灯泡的电压之和等于电路的总电压吗？为什么？2、白炽灯，镇流器串联的电路中，UR+RL 等于电路的总电压吗？为什么？它们应该符合什么关系？作出它们的相量图。3、白炽灯，镇流器和电容器串联在电路中，UR+RL+RC，等于电路的总电压吗？为什么？它们应该符合什么关系？作出它们的相量图。课 时 授 课 计 划专业:机电 班级: 11 级中专富士康班 教师:杨细莲教学方式 课堂教学内容 任务 5 照明电路教学时数 2知识目标 1、熟悉日光灯的电路接线。2、验证提高感性电路功率因数的方法。教学重点
17、与难点提高感性电路功率因数的方法教学内容导言: 一、复习与提问日光灯电路属于线电阻电路还是感性电路？二、实验内容日关灯的连接三、实验仪器万用表、导线、电源、开关、日光灯、电工工具等四、实验步骤1、按实验图 7-1 连接电路（电容先不并入） 。2、合上开关 S2，观察 A，A1，A2 电流表的变化，将电流表的读数记入表 7-1 中。 3、用万用表的交流电压档，分别测出灯管两端，镇流器两端电压，并将读数记入表 7-1 中。表 7-1电源电压电路电容情况U灯/VU镇/VI/AI1/AI2/A无有五、注意事项1、强电实验注意人和设备安全。2、注意仪表的正常操作。小结：日光灯是靠气体导电发光的，由于交流电压不断变化，气体间歇导电，即以发出的光是闪烁的。作业：1、提高感性电路功率因数的方法是什么？2、当并联电容后，总电流如何变化（增大还是减小）？为什么？
