2022年《电工基础教案》第五章单相交流电路

1、理 论 课 授 课 教 案课电工基础第五章单相沟通电路审 批 签 字程名称授课时间 方案课时教学目的与要求教学重点与难点授课类型 教具参考资料20XX年月日授课班级20XX 级电工班（汉）30 课时有用课时课时1.明白正弦沟通电的产生；2.把握表征正弦沟通电的三要素：振幅、角频率、初相位；3.懂得沟通电的周期、频率、有效值、相位与相位差等概念；4.把握正弦沟通电流、电压的表示法 解析式、波形图、相量图等 ；5.把握电阻、电感、电容元件的沟通特性；6.把握 R-L-C 串联电路与并联电路的分析运算方法,懂得阻抗与阻抗角的物理意义；7.明白 R-L-C 串联谐振电路与并联谐振电路的特性；8.懂得沟

2、通电路中有功功率、无功功率、视在功率以及功率因数的概念；1.懂得相位差的概念；2.把握正弦量的相量图；3.娴熟把握分析运算沟通电路电压、电流、阻抗、阻抗角、功率等方法；4.懂得谐振电路选频特性的原理；理论课教学方法讲授多媒体投影设备、电压表、电流表等 同学教材、参考教材及网络图文资料复习提问教 学 过 程 和 内 容 时间安排课时安排：序号章节名称 课题 教学时数每 次 课 前1 5-1 沟通电的概念2 2 试验与实训 3 常用电子仪器的使用4 3 5-2 正弦沟通电的相量图表示法2 4 5-3 纯电阻电路2 5 5-4 纯电感电路2 6 5-5 纯电容电路2 7 5-6 RLC 串联电路2

3、8 试验与实训 4 用示波器观看正弦沟通电4 9 5-7 串联谐振电路2 10 5-8 并联谐振电路2 11 试验与实训 5 单相沟通电路2 12 *试验与实训6 LC 串、并联谐振电路2 13 5-9 周期性正弦沟通电2 合计30 组织教学与复习回忆1. 师生相互问好,组织同学坐端、坐好,进行上课状态；占用约 5 分2. 点名考勤,把握旷课、缺课同学情形及去向；钟时间3. 预备多媒体投影,期间提示同学回忆上次课程的重、难点内容；教 学 过 程 和 内 容 时间安排4. 以集中提问或个别提问方式对上一节课的教学成效进行明白,同时复习；新课导入及绽开讲授第一节沟通电的产生第一次课一、沟通电的产生

4、假如电流的大小及方向都随时间做周期性变化,就称之为沟通电 ；二、正弦沟通电大小及方向均随时间按正弦规律做周期性变化的电流、电压、电动势叫做 正弦沟通电流、电压、电动势 ,在某一时刻t 的瞬时值可用三角函数式 解析式 来表示,即i t = I msinti 0 u t = Umsintu0 e t = Emsinte0 式中, I m、Um、Em分别叫做沟通电流、电压、电动势的振幅 也叫做峰值或最大值 ,电流的单位为安培 A ,电压和电动势的单位为伏特V ；叫做沟通电的 角频率 ,单位为弧度 / 秒rad/s,它表征正弦沟通电流每秒内变化的电角度；i 0、u0、e0 分别叫做电流、 电压、电动势

5、的 初相位 或初相 ,单位为弧度rad 或度 ,它表示初始时刻 t = 0 时 正弦沟通电所处的电角度；振幅、角频率、初相这三个参数叫做正弦沟通电的 三、沟通发电机简介三要素 ；任何正弦量都具备三要素；发电机的基本组成部分是磁极和线圈 线圈匝数许多,嵌在硅钢片制成的铁心上,通常叫电枢 ；电枢转动、而磁极不动的发电机,叫做旋转电枢式 发电机；磁极转动、而电枢不动,线圈依旧切割磁感线,电枢中同样会产生感应电动势,这种发电机叫做 旋转磁极式 发电机；不论哪种发电机,转动的部分都叫 转子 ,不动的部分都叫 定子 ；旋转电枢式发电机, 转子产生的电流必需经过暴露着的滑环和电刷引到外电路,假如电压很高,就

6、简单发生火花放电,有可能烧毁电机；这种发电机供应的电压一般不超过 500 V；旋转磁极式发电机克服了上述缺点,能够供应几千伏到几十千伏的电压,输出功率可达几十万千瓦；所以,大型发电机都是旋转磁极式的；发电机的转子是由蒸汽机、水轮机或其他动力机带动的；动力机将机械能传递给发电机,发电机把机械能转化为电能传送给外电路；. 一、周期与频率其次节表征沟通电的物理量1周期正弦沟通电完成一次循环变化所用的时间叫做 周期 ,用字母 T 表示,单位为秒 s ；显然正弦沟通电流或电压相邻的两个最大值 或相邻的两个最小值 之间的时间间隔即为周期,由三角函数学问可知T22频率沟通电周期的倒数叫做频率 用符号 f 表

7、示 ,即f1 T它表示正弦沟通电流在单位时间内作周期性循环变化的次数,即表征沟通电交替变化的速率 快慢 ；频率的国际单位制是赫兹 Hz ；角频率与频率之间的关系为 = 2 f 二、有效值在电工技术中,有时并不需要知道沟通电的瞬时值,而规定一个能够表征其大小的特定教 学 过 程 和 内 容时间安排值 有效值 ,其依据是沟通电流和直流电流通过电阻时,电阻都要消耗电能 热效应 ；设正弦沟通电流i t 在一个周期T时间内, 使一电阻 R消耗的电能为QR,另有一相应的直流电流I 在时间 T内也使该电阻R消耗相同的电能,即QR = I2RT；就平均对电阻作功的才能来说,这两个电流i 与 I 是等效的,就该

8、直流电流I 的数值可以表示沟通电流i t 的大小, 于是把这一特定的数值I 称为沟通电流的有效值 ；理论与实验均可证明,正弦沟通电流i 的有效值 I 等于其振幅 最大值 I m的 0.707 倍,即IIm0. 707Im2正弦沟通电压的有效值为UUm0. 707 Um,2正弦沟通电动势的有效值为EEm0. 707Em2例如正弦沟通电流i = 2sint 30 A 的有效值 I = 2 0.707 = 1.414 A假如沟通电流i 通过 R = 10 的电阻时,在一秒时间内电阻消耗的电能 又叫做平均功率为 P = I2R = 20 W ,即与 I = 1.414 A的直流电流通过该电阻时产生相同

9、的电功率；我国工业和民用沟通电源电压的有效值为 压简称为 工频电压 ；220 V、频率为 50Hz,因而通常将这一沟通电由于正弦沟通电的有效值与最大值 振幅值 之间有确定的比例系数,所以有效值、 频率、初相这三个参数也可以合在一起叫做正弦沟通电的三要素；三、相位和相位差任意一个正弦量 y = Asin t 0 的相位 为 t 0 ,本章只涉及两个同频率正弦量的相位差 与时间 t 无关 ；设第一个正弦量的初相为 01,其次个正弦量的初相为02,就这两个正弦量的 相位差 为12 = 01 02并规定12180或12在争论两个正弦量的相位关系时：1 当 12 0 时,称第一个正弦量比其次个正弦量的相

10、位 越前 或超前 12；2 当 12 XC,UL UC, 0 XL IC, 0 容性电路XL XC,UL UC, XC,IL IC, f0 时,呈感性；f f0 时,呈容性；f f0 时,呈容性；f 2,1 2 ；本章学习了应用复数相量法表示正弦沟通电压、电流、阻抗,并运用相量法分析运算阻抗串联与并联电路；五、复数及其运算法就1复数的表达式1 直角坐标式 代数式 ：jZ = a + j ba2b2,arctanba02 三角函数式：ZZcossin,Za3 指数式：Z =| Z|ej4 极坐标式 相量式 ：Z =| Z| /2复数的运算法就设 Z1 = a + j b = | Z1| /,Z2

11、 = c + j d =| Z1| /1 加减法：Z1 Z2 = a c j b d 2 乘法：Z1 Z2 =| Z1| /| Z2| / = | Z1| | Z2| /3 除法：Z1Z1/时间安排Z2Z24 乘方：n Z 1Z1n/n教 学 过 程 和 内 容六、正弦量的复数表示法正弦沟通电流i = I msinti 的相量表达式为正弦沟通电压tII/iu = Umsinu 的相量表达式为UU/u七、欧姆定律与复阻抗1复数形式的欧姆定律IU或UZIj1Lj1Z2. 电阻 R的复阻抗ZR = R = R/03. 电感 L 的复阻抗ZL = XL/ 90 = j XL = j4. 电容 C的复阻

12、抗ZC = XC/90 = j X C =CC5.阻抗的串联n 个复阻抗串联可以等效为一只复阻抗Z = Z1 + Z2 + + Zn 6. 阻抗的并联n 只阻抗 Z1、 Z2、 、 Zn 并联可以等效为一只复阻抗Z1 ,于是Z1111ZZ1Z2Zn定义复阻抗Z 的倒数叫做 复导纳 ,用符号 Y表示,即YY = Y1 + Y2 + + Yn本章介绍了沟通电的基本概念以及沟通电的表示法；八、正弦沟通电的主要参数大小及方向均随时间按正弦规律做周期性变化的电流、电压、电动势；1周期与频率电压、电动势叫做正弦沟通电流、沟通电完成一次循环变化所用的时间叫做周期T2；周期的倒数叫做频率f1 ；T角频率与频率

13、之间的关系为= 2f ；2有效值正弦沟通电的有效值等于振幅 最大值 的 0.7071 倍,即IIm0 .7071 Im2UUm0 .7071 Um2EEm0 .7071 Em23正弦沟通电的三要素正弦沟通电的振幅、角频率、初相这三个参数叫做三要素；也可以把正弦沟通电的有效值、频率、初相这三个参数叫做三要素；4相位差两个正弦量的相位差为12 = 0102,存在超前、滞后、同相、反相、正交等关系；九、沟通电的表示法 1解析式表示法i t = I msinti 0 时间安排u t = Umsintu0 教 学 过 程 和 内 容e0 e t = Emsint2波形图表示法 波形图表示法即用正弦量解析式的函数图象表示正弦量的方法；3相量图表示法 正弦量可以用振幅相量或有效值相量表示,但通常用有效值相量表示；振幅相量表示法是用正弦量的振幅值做为相量的模 值相量