电工基础教案8.doc

课题81纯电阻电路课型新课授课班级授课时数2教学目标掌握纯电阻电路的特点。教学重点1纯电阻电路中电压与电流的关系。2会用相量图分析纯电阻电路。教学难点学情分析学生已初步接触过相量图。教学效果教后记新课第一节纯电阻电路一、电路1纯电阻电路：交流电路中若只有电阻，这种电路叫纯电阻电路。2电阻元件对交流电的阻碍作用，单位 W二、电流与电压间的关系1大小关系设在纯电阻电路中，加在电阻R上的交流电压u = Um sin w t,则通过电阻R的电流的瞬时值为：i = = Im sin w tIm = I = = =I = ：纯电阻电路中欧姆定律的表达式，式中：U、I为交流电路中电压、电流的有效值。2相位关系（1）在纯电阻电路中，电压、电流同相。（2）表示：解析式、相量图和波形图。例：在纯电阻电路中，电阻为44 W，交流电压u = 311 sin ( 314 t + 30 ) V，求通过电阻的电流多大？写出电流的解析式。练习已知交流电压u = 220sin ( 314 t + 45 ) V，它的有效是 ,频率是 ，初相是 。若电路接上一电阻负载R = 220 W,电路上电流的有效值是 ，电流的解析式是 。小结1纯电阻电路中欧姆定律的表达式。2电阻两端的电压和通过电阻的电流的关系。布置作业课题82纯电感电路课型新课授课班级授课时数1教学目标1了解扼流圈和电感对交流电的阻碍作用。2掌握感抗的计算。3掌握纯电感电路中电流与电压的关系。教学重点1感抗的计算。2纯电感电路中电流与电压的关系。教学难点纯电感电路中电流与电压的关系。学情分析学生基本上掌握了相量图的画法。教学效果教后记新课课前复习电阻元件上电流、电压之间的关系1大小关系2相位关系第二节纯电感电路一、电路二、电感对交流电的阻碍作用1演示 电感在交、直流电路中的作用2分析与结论电感线圈对直流电和交流电的阻碍作用是不同的。对于直流电起阻碍作用的只是线圈电阻，对交流电，除线圈电阻外，电感也起阻碍作用。（1）电感对交流电有阻碍作用的原因。（2）感抗：电感对交流电的阻碍作用。用XL表示，单位：W。（3）感抗与、L有关。 L越大，XL就越大，f越大，XL就越大。 XL与L、f有关的原因。 XL = w L = 2 p f L单位：XL欧姆（W）；f 赫兹（Hz）；L 亨利（H）。（4）电感线圈在电路中的作用：通直流、阻交流，通低频、阻高频。（5）应用：低频扼流圈：用于“通直流、阻交流”的电感线圈叫低频扼流圈。高频扼流圈：用于“通低频、阻高频”的电感线圈叫高频扼流圈。三、电流与电压之间的关系1大小关系I =Im=( i )2相位关系：（1）电流落后电压。（2）表示 ：解析式、相量图和波形图。练习已知交流电压u = 220sin ( 314 t + 45 ) V，它的有效值是 ，频率是 ，初相是 。若电路接上一纯电感负载XL = 220 W，则电路上电流的有效值是 ，电流的解析式 。小结1纯电感电路中欧姆定律的表达式。2感抗的计算式。3电感两端的电压和通过电感的电流的相位关系。4电感线圈在电路中的作用。布置作业习题（电工基础第2版周绍敏主编）3填充题（1）（4）。4计算题（1）。2-139课题83纯电容电路课型新课授课班级授课时数1教学目标1掌握电容对交流电的阻碍作用及容抗的计算。2了解隔直电容和旁路电容。3掌握在纯电容电路中电压和电流的关系。教学重点1容抗的计算。2纯电容电路中电压和电流的关系。教学难点纯电容电路中电压和电流的关系。学情分析学生基本上掌握了交流电路的分析方法。教学效果教后记新课课前复习电感元件上电流、电压之间的关系1大小关系2相位关系第二节纯电容电路一、电路二、电容对交流电的阻碍作用1演示：电容在交、直流电路中的作用结论：直流电不能通过电容器，交流电能“通过”电容器。原因：当电源电压增高时，电源给电容器充电，当电源电压降低时，电容器放电，充放电交替进行。2分析和结论（1）电容对交流电的阻碍作用叫容抗。用XC表示。（2）XC与、C有关XC =（3）分析：为什么会产生XC，为什么XC ，XC （4）电容器在电路中的作用：通交流、隔直流；通高频、阻低频。（5）应用隔直电容：使交流成分通过，而阻碍直流成分通过，做这种用途的电容器叫隔直电容。高频旁路电容：高频成分通过电容器，而使低频成分输入到下一级，做这种用途的电容器叫高频旁路电容。三、电流与电压的关系1大小关系I = Im=(i )2相位关系（1）电流超前电压（2）表示：解析式、波形图、相量图。练习已知交流电压u = 220sin ( 314 t + 45)V，它的有效值是 ，频率是 ，初相是 。若电路接上一纯电容负载XC = 220 W，则电路上电流的有效值是 ，电流的解析 。小结1纯电容电路中欧姆定律的表达式。2容抗的计算式。3电容两端的电压和通过电容的电流的相位关系。4电容器在电路中的作用。布置作业习题（电工基础第2版周绍敏主编）2选择题（1）（3）。4问答与计算题（2）。课题84电阻、电感、电容的串联电路课型新课授课班级授课时数4教学目标1会用相量图分析和计算简单的交流电路（RL C串联电路）。2掌握RLC串联电路中端电压与电流的相位关系及端电压和电流的大小关系。教学重点会用相量图分析、计算RLC串联电路。教学难点1画相量图。2端电压与电流的相位关系。学情分析学生会用相量图分析纯电阻、纯电感、纯电容电路。教学效果教后记新课课前复习填表电阻元件电感元件电容元件对交流电的阻碍作用电压、电流的大小关系电压、电流的相位关系相量图（以电流为参考相量）第四节电阻、电感、电容的串联电路一、RLC串联电路由电阻、电感、和电容相串联所组成的电路叫RLC串联电路。1电路设在上述电路中通过的正弦交流电流为I = Im sint则：uR = Im R sintuL= ImXL sin(t+)= ImL sin(t+)uC = Im XC sin (t -) = Im sin (t-)uAB = uR + uL+ uC2相量图（以电流为参考相量）3端电压与电流的关系（1）大小关系电压三角形：电路的端电压与各分电压构成一直角三角形，叫电压三角形。（图（1）RLC串联电路中欧姆定律的表达式：I = Z=Z 阻抗单位：欧姆(W)U = 电抗：感抗与容抗之差叫电抗。用X表示 X = XL-XC单位：欧姆（W）阻抗三角形 （图（2）阻抗角：Z与R两边的夹角j = arctan= arctan 图（2）（2）相位关系当XL XC时，端电压超前电流j 角，电路呈电感性，称为电感性电路。j = j u - j i = arctan ( UL-UC / UR 0当XL XC时，端电压滞后电流 j 角，电路呈电容性，称为电容性电路。j = j u - j I = arctan (UL-UC) / UR XCXL XC（2）XL XC时，总电流超前端电压 j 角，电路呈电容性。 当XL XC 时，总电流滞后端电压 j 角，电路呈电感性。 当XL = XC时，则IL = IC ，端电压与总电流同相，电路呈电阻性，电路的这种状态叫并联谐振。其中：总电流与端电压的相位差为：j = j i - j u= - arctan = - arctan= - arctan XCXL R时，可得 XL XC（3）谐振频率0 = 当0L R时0 ；f0 3谐振时电路的特点（1）电路的阻抗最大，且为纯电阻|Z0| =（2）电路中电流最小，且与端电压同相I0= = （3）电感和电容上的电流接近相等，并为总电流的Q倍。在一般情况下，0L R，R可忽略不计，则IC IRL = R = = Q I0Q = 电路的品质因数并联谐振和串联谐振的谐振曲线形状相同，选择性和通频带也一样。例1：例题3三、并联谐振的应用要使L、C回路两端得到f0的信号电压，则必须调节回路中的电容C，使L、C回路在频率f0处谐振，这样L、C回路对f0信号呈现阻抗最大，并为纯电阻性，所以各电路上的电压是与电阻大小成正比，故f0信号的电压将在L、C回路两端有最大值，而其他频率信号的电压由于L、C回路失谐后的阻抗小于谐振时的阻抗，故在它两端所分配的电压将小于f0信号的电压。练习小结1并联谐振的条件。2电感线圈和电容器的并联谐振的特点。3两种谐振电路的品质因数。布置作业习题（电工基础第2版周绍敏主编）4问答与计算题（9）、（10）。课题88交流电路的功率课型新课授课班级授课时数4教学目标1理解交流电路中有功功率、无功功率、视在功率和功率因数的概念，明确提高功率因数的意义。2掌握用并联电容器提高电路功率因数的方法。教学重点1各种功率的计算以及功率因数的概念。2提高电路功率因数的方法。教学难点提高电路功率因数的分析和电容值的计算。学情分析学生在第一章中已接触过功率的概念。教学效果教后记新课课前复习复习直流电路功率的计算方法从而引入本课题。第八节交流电路的功率一、电路的功率瞬时功率：电压瞬时值u和电流瞬时值i的乘积称为瞬时功率。用p表示p = u i1电阻元件上的功率（1）波形图法讨论： 作u、i的波形图； 作出p的波形图（2）函数法讨论：设u = URm sint，则i = Im sintp = u i = URm sint Im sint= URm Im = URI - URI cos2t（3）平均功率（有功功率）：瞬时功率在一个周期内的平均值。用P表示。单位：W(瓦)、kW(千瓦)。P = Pm=URI = URI通常所说电器消耗的功率都是指有功功率。（4）结论：P 0，电阻元件是耗能元件；P = IUR（W），有功功率（平均功率）。2纯电容电路的功率（1）波形图法讨论： 作u、i的波形图；作出p的波形图 （2）函数法讨论：设u = UCm sint，则i = Im sin(t + 90)p = u i = UCm sint Imsin (t + 90)= Im UCm sint cost=Im UCm sin2t =UC I sin2t（3）结论：p = 0，说明电容元件不消耗功率，它是储能元件。无功功率：瞬时功率的最大值。用QC表示。单位：var（乏）、kvar（千乏）。QC = UC I3纯电感电路的功率（1）波形图法讨论：作u、i的波形图；作出p的波形图。（2）函数法讨论：设i = Im sint，则u = ULmsin(t + 90)p = u i = ULm Im sint cost= ULmIm sin2t= ULI sin2t（3）结论：p = 0，说明电感线圈不消耗功率，它是储能元件。QL= ULI（var），无功功率。4RLC串联电路的功率（1）P = URI = U cos j I = U I cos j（2）Q = QL- QC =（UL UC）I = U I sinj（3）视在功率：总电压有效值与电流有效值的乘积叫视在功率。S = UI，单位：VA（伏安）、kVA（千伏安）（4）讨论：当cosj = 1时，则电路消耗的功率与视在功率相等。当cosj 1时，则电路消耗的功率总小于视在功率；当cosj = 0时，则电路的有功功率等于零，这时电路与纯电感、纯电容电路相同。（5）功率三角形S =公式：P = UI cosj；Q = UI sinj；S = UI 适用于任何交流电路。j 电路总电压和总电流的相位差。电路的有功功率表示电路中所消耗的功率，电路的视在功率表示电源所能提供的功率。二、功率因数1定义：电路的有功功率与视在功率的比值。它表示电能的利用率。l = cosj = 2提高功率因数的意义（1）功率因数越大，则说明电源能量的利用率越高。例1：例1（2）在同一电压下，输送一定的功率，则功率因数越高，线路中的电流越小，因而线路上的损耗也越小。例2：例23提高功率因数的方法 （1）在感性负载两端并联一只电容量适当的电容器可提高整个电路的功率因数。（2）作出相量图加以说明例3：例3从上例可得出计算最佳电容值的公式：C = （tan j RL - tan j）例4：在RLC串联电路中，已知电流为5A，电阻为30 W，感抗为40 W，容抗为80 W。求：（1）电路的阻抗；（2）该电路为什么性质电路？（3）电阻上的平均功率、无功功率；（4）电感上的平均功率、无功功率；（5）电容上的平均功率、无功功率；（6）电路的平均功率、无功功率和视在功率。练习习题（电工基础第2版周绍敏主编）1是非题（8）（12）。2选择题（11）、（12）。3填充题（11）、（12）。小结1有功功率、无功功率、视在功率的概念及计算式。2功率因数的概念。3提高功率因数的意义。4提高感性负载功率因数的方法。布置作业习题（电工基础第2版周绍敏主编）4问答题与计算题（11）（14）。课题期中复习课型复习授课班级授课时数4教学目标1掌握七、八两章的主要内容。2介绍公式记忆法。3掌握交流电路的分析方法。教学重点1交流电路的分析方法。2相量图。3公式的记忆。教学难点1相量图。2交流电路的分析和计算。学情分析教学效果教后记复习内容一、交流电的基本概念1交流电的变化规律2交流电的基本物理量及三要素3交流电的表示方法（1）解析式表示法（2）波形图表示法（3）