纯电感电路教案

精品文档 11欢迎下载 纯电感电路纯电感电路 一 教学目标一 教学目标 1 认识纯电感电路 了解电感对交流电的阻碍作用 2 理解感抗的物理意义 会计算感抗 3 掌握纯电感电路中电流与电压的关系 4 了解瞬时功率 有功功率与无功功率 二 教学重点 难点分析二 教学重点 难点分析 重点 1 纯电感电路电感元件电压与电流关系及波形图 2 掌握感抗 有功功率与无功功率 难点 1 纯电感电路电感元件电压与电流关系及波形图 2 理解感抗 无功功率的物理含义 三 教具三 教具 电化教学设备 四 教学方法四 教学方法 演示法 讨论法 多媒体课件 五 教学过程五 教学过程 复习提问复习提问 复习纯电阻电路的电压 电流关系 引入新课引入新课 学习新课学习新课 演示实验一 连接纯电感电路 灯与电感串联 双刀双掷开关分别接通直流电源和交流电源 直流电压和交流电压的有效值相等 观察灯的亮度情况 思考电感对直流电 交流电的 阻碍作用 实验电路原理如图 精品文档 22欢迎下载 互动互动 1 1 学生上台观察 分组讨论 现象现象 接通交流电源时灯的亮度明显变暗 结论结论 电感对直流电和交流电的阻碍作用不同 1 1 感抗感抗 感抗 电感对交流电的阻碍作用 记为 XL 单位是 公式 XL L 2 fL 分析可知 感抗在直流电路中值为零 对电流没有阻碍作用 只有在电流频率大于零 即为 交流电时 感抗才对电流由阻碍作用 且频率越高 阻碍作用越大 这也反映了电感元件 通直流 阻交流 通低频 阻高频 的特性 其本质为电感元件在电流变化时所产生的自感 电动势对交变电流的反抗作用 演示实验二 视频演示 互动 2 学生观看视频 总结电压电流的关系 结论 1 电感两端电压与电流不同相 2 电压与电流的有效值成正比 2 2 电流与电压的关系 电流与电压的关系 1 1 数值关系 数值关系 在纯电感电路中 电压和电流的有效值和最大值之间的关系符合欧姆定律 即 Im i L X Um L X u I L X U 2 2 相位关系 相位关系 在纯电感电路中 电压超前电流 900 或者说电流滞后电压 900 即 2 iu 电流 i 和电压 u 的波形图和矢量图如图 精品文档 33欢迎下载 图 2 纯电感电路电流 电压波形图 图 3 纯电感电路电流 电压矢量图 三 纯电感电路的功率三 纯电感电路的功率 1 1 瞬时功率 瞬时功率 纯电感电路中的瞬时功率等于电压瞬时值与电流瞬时值的乘积 即 tItUuip mm sin 2 sin 其波形图如图 4 所示 图 4 纯电感电路功率曲线 P 0 电感从电源获取电能 并储存为磁场能 此时起负载作用 P 0 电感把储存的磁场能转化为电能 此时起电源作用 因此在一个周期内 电感时而吸收功率 时而释放功率 只与电路交换能量 并不消耗 电能 只是一个储能元件 2 2 有功功率有功功率 电感是储能元件 不消耗电能 那么有功功率为零 即 P 0 3 3 无功功率 无功功率 虽然纯电感电路不消耗能量 但是电感线圈 L 和电源 E 之间在不停的进行着能量交换 图 2 纯电感电路电流 电压波形 图 精品文档 44欢迎下载 瞬时功率不等于零 把瞬时功率的最大值称为无功功率 用符号 QL表示 QL ULI 公式还可扩展为 QL I2X UL X 式中UL 线圈两端的电压有效值 单位是伏 特 符号为 V I 通过线圈的电流有效值 单位是安 培 符号为 A QL 感性无功功率 单位是乏 符号为 var 强调部分 无功功率中 无功 的含义是 交换 而不是 消耗 它是相对于 有功 而言的 决 不可把 无功 理解为 无用 它实质上是表明电路中能量交换的最大功率 例题讲解 例题 见课件或教材 P64 例题 1 3 4 巩固练习巩固练习 一个电感量为 318 5mH 的纯电感线圈接到 电源上 45t311sin 314u 0 求 1 流过线圈的电流 2 电路的无功功率 解 由V 可知 45t311sin 314u 0 电感两端的电压有效值V220 2 311 L U 角频率314rad s 1 线圈的感抗 10010 5 318314x 3 L L 通过线圈的电流A X U I L L L 2 2 100 220 2 电路的无功功率var4842 2220 LLL IUQ 小结小结 1 感抗XL L 2 fL 2 电压电流的关系 1 数量关系 Im i L X Um L X u 精品文档 55欢迎下载 I L X U 2 相位关系 2 iu 3 功率 瞬时 tItUuip mm sin 2 sin 有功 P 0 无功 QL ULI 作业布置作业布置 1 在纯电感正弦电路中 电压与电流的相位关系是 相位差为 2 直流电路中 纯电感相当于 感抗表示线圈对 所呈现的阻碍作用 3 纯电感电路中 当交流电源的频率增大时 则