纯电感电路教案.doc

纯电感电路一、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、教具电化教学设备。四、教学方法演示法、讨论法，多媒体课件。五、教学过程复习提问复习纯电阻电路的电压、电流关系。引入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。实验电路原理如图互动1：学生上台观察，分组讨论现象：接通交流电源时灯的亮度明显变暗。结论：电感对直流电和交流电的阻碍作用不同。1. 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=2fL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、电流与电压的关系1）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 ) I = 2）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：电流i和电压u的波形图和矢量图如图图2 纯电感电路电流、电压波形图图3纯电感电路电压、电流旋转矢量图 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1、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，即其波形图如图4所示。图4 纯电感电路功率曲线 P0，电感从电源获取电能，并储存为磁场能，此时起负载作用 P0，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、 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=03、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，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=I2XUL/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 一个电感量为318.5mH的纯电感线圈接到 电源上，求：（1）流过线圈的电流（2）电路的无功功率解：由V可知：电感两端的电压有效值V角频率1） 线圈的感抗通过线圈的电流2)电路的无功功率、小结1、感抗XL=L=2fL2、 电压电流的关系1）数量关系Im=( i ) I = 2）相位关系3、功率：瞬时： 有功： P=0 无功：QL=ULI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、