电工电子技术-项目二 交流电路

PAGE6PAGE6PAGE5PAGE5《电工电子技术》

教案课时分配表章序课程内容课时备注1直流电路42正弦交流电路43磁路与变压器44异步电动机65继电接触器控制系统46二极管的认知与应用67三极管的认知与应用68集成运算放大电路49逻辑门电路410组合逻辑电路611触发器与时序逻辑电路612复习课2合计56文旌课堂APP

课题单相正弦交流电路的分析与测量课时2课时（90min）教学目标知识技能目标：（1）掌握正弦量的三要素及其相量表示（2）掌握单一参数的正弦交流电路中电压与电流的关系及功率的计算（3）掌握RLC串联电路中电压与电流的关系及功率的计算（4）掌握提高功率因数的意义及方法（5）掌握电路中发生串联谐振和并联谐振时的条件及特征思政育人目标：（1）电压与电流的关系有不同的表达方式，遇事不钻牛角尖，辩证地对待人生环境，学会缓解压力，积极乐观对待各种事情（2）相量图绘制电流电压方向，树立正确的人生观和远大的理想信念（3）发扬团结协作、无私奉献的团队精神教学重难点教学重点：单一参数（电阻、电感、电容）正弦交流电路和RLC正弦交流串联电路中电压与电流关系、功率计算、相量表示教学难点：RLC正弦交流串联电路中电压与电流关系、相量表示教学方法案例分析法、问答法、讨论法、讲授法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材、万用表教学设计→→→→传授新知（45min）实操练习（30min）→课堂小结（3min）→作业布置（2min）教学过程主要教学内容及步骤设计意图第一节课课前任务【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过文旌课堂APP或其他学习软件，完成课前任务请大家了解交流电路与直流电路的区别，查找资料，讨论交流电路如何分析和测量。【学生】完成课前任务通过课前任务，使学生了解交流电路与直流电路的区别，通过对比分析加深学生对电路的理解考勤

（2min）【教师】通过文旌课堂APP让学生签到【学生】签到，班干部交假条培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况课前复习

（3min）【教师】引领学生回忆上次课教学内容，根据学生反映，检验学生掌握情况。回顾电路的分析与测量，检验学生对基尔霍夫定理的掌握与理解，提问学生常用的电路分析方法有哪些？【学生】聆听、互动、积极回答通过课前复习，检查学生对所学知识的掌握程度，调整课程进度，让学生自行查漏补缺问题导入（5min）【教师】通过实物或PPT图片讲解荧光灯是我们日常生活中常见的照明灯具，它主要由灯管、启辉器、镇流器、灯架和灯座组成。荧光灯的电路原理如幻灯所示：当开关接通时，电源电压u通过镇流器和灯管灯丝加到启辉器的两极。220V的电压使启辉器内部的动触片跟静触片接通，于是镇流器线圈和灯管中的灯丝就有电流通过。电流通过镇流器、启辉器和灯丝构成通路，经过一系列反应使灯管管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光。【教师】提出以下问题：教室中的荧光灯电路就是一个简单的正弦交流电路，前面学习了直流电路的分析方法，这些方法能用来分析交流电路吗？我们又如何分析正弦交流电路呢？【学生】讨论、举手回答【教师】通过学生的回答引入要讲的知识通过生活中常见的用电器件引入交流电路，将理论与实际结合，激发学生的好奇心，提升学生用理论分析解决实际问题的能力传授新知

（45min）正弦交流电的基础知识【教师】回顾内容，提问直流电是什么？【学生】讨论、举手回答直流电：电压和电流的大小和方向都是不随时间变化的。【教师】通过ppt讲解交流电的知识交流电：电压和电流的大小和方向都随时间变化。正弦交流电：若电压和电流随时间按正弦规律作周期性变化。【学生】聆听、理解、对比学习【教师】通过ppt讲解正弦量的三要素1.正弦量的三要素幅值、角频率ω和初相位。【学生】结合图片理解、聆听【教师】通过ppt讲解瞬时值、幅值和有效值的定义及表示方法（1）瞬时值、幅值和有效值瞬时值：正弦量在任一瞬间的值。表示方法：用小写字母表示。i，u，e分别表示电流、电压及电动势的瞬时值。幅值（最大值）：瞬时值中的最大值。正弦量在整个振荡过程中达到的最大值。表示方法：用大写字母加下标m表示。，，分别表示电流、电压及电动势的幅值。有效值：如果正弦交流电流i通过电阻R在一个周期内产生的热量，与相同时间内直流电流I通过电阻R产生的热量相等，那么就把这一直流电流I的数值称为正弦交流电流i的有效值。表示方法：用大写字母表示。，，分别表示正弦交流电流、电压、电动势的有效值。【学生】对比记录、理解、聆听【教师】强调生活用电的名称我国工业和民用交流电源的电压有效值为220V，因而通常将这一交流电压简称为工频电压。【教师】通过ppt讲解周期、频率和角频率（2）周期、频率和角频率周期：正弦量变化一周所需的时间，用T表示，单位为秒（s）。频率：正弦量在一秒内周期变化的次数，用f表示，单位为赫兹（Hz）。角频率：正弦量在一秒内变化的电角度，用ω表示，单位为rad/s。周期、频率和角频率三者的关系从不同侧面反映了正弦量变化的快慢，其关系式为：周期与频率互为倒数周期、频率和角频率的关系【学生】对比记录、理解、聆听【教师】通过ppt讲解相位和初相位（3）相位和初相位相位（相位角）：反映了正弦量的变化进程，用表示。初相位（初相位角）：时的相位，取值范围。在一个正弦交流电路中，电压u和电流i的频率是相同的，但其初相位不一定相同，设其表达式分别为相位差：两个同频率正弦量的相位之差或初相位之差，用φ表示。取值范围为，表达式为：【教师】重点强调初相位与计时起点的选择有关，计时起点不同，初相位就不同，正弦量的初始状态也就不同。相位差是一个与时间和计时起点都无关的常数，当两个同频率正弦量的计时起点发生改变时，其相位和初相位会发生变化，但两者之间的相位差不会变化【教师】分析几种特殊相位差的情况两者同相：若两正弦量的相位差。两者正交：若两正弦量的相位差。两者反相：若两正弦量的相位差。超前：若，则称u超前i。滞后：若，则称i滞后u。【学生】聆听、对比学习、理解【教师】重点强调在比较两个正弦量的相位关系时，这两个正弦量的频率必须相同才有意义。【教师提问】在同一个电路中，各正弦量如何比较其相位关系？第一，选其中一个为参考正弦量，取其初相位为零；第二，其他正弦量的初相位以参考正弦量的初相位为基准，用两者之间的相位差来确定；第三，各正弦量必须以同一时刻为计时起点；第四，只能选择一个参考正弦量，而究竟选哪个则是任意的。【学生】重点注意，积极思考【教师】通过ppt讲解正弦量的相量表示2.正弦量的相量表示相量：表示正弦量的复数。用设正弦量，则其对应的相量为相量图：其【教师】重点强调如下问题相量的模为正弦量的幅值或有效值，辐角为初相位。相量只能表示正弦量，但不等于正弦量。【教师】分析与解读【例2-1】（详见教材）【学生】聆听、理解、记录单一参数的正弦交流电路【教师】通过ppt讲解单一参数的正弦交流电路1.电阻元件的正弦交流电路日常生活中所用的白炽灯、电炉、电饭锅等都可看成是电阻元件，它们与正弦交流电源连接即可组成电阻元件的正弦交流电路。（1）电阻元件两端电压与电流的关系选电流为参考正弦量，其电压和电流采用关联参考方向，即设，则据欧姆定律知在电阻元件的正弦交流电路中，电压和电流是同频率的正弦量，且两者同相；电压的幅值（或有效值）与电流的幅值（或有效值）的比值为电阻R，即电阻元件的电压和电流相量图详见教材图2-6。（2）功率瞬时功率：正弦交流电路中，某段电路在任一瞬间所吸收的功率，用小写字母p表示。计算方法：在电路的电压和电流为关联参考方向时，瞬时功率等于电压瞬时值和电流瞬时值的乘积。由于在电阻元件的正弦交流电路中，u与i同相，它们同时为正，同时为负，因此，瞬时功率总为正值，即p≥0。瞬时功率为正，表示外电路从电源获取能量，即电阻元件从电源取用电能转换为热能。有功功率（平均功率）：瞬时功率在一个周期内的平均值，用大写字母P表示。计算方法：用电压和电流的有效值表示时，正弦交流电路中电阻元件的平均功率计算公式与直流电路的功率计算公式相同。注意：由于瞬时功率的计算不便，实际使用意义不大，因而，工程所说的功率一般都是有功功率。2．电感元件的正弦交流电路（1）电感元件两端电压与电流的关系当电感线圈中通过交流电流i时，其中便会产生感应电动势。选电流为参考正弦量，即设。电流i、感应电动势和电压u的参考方向如教材图2-7所示。根据基尔霍夫电压定律可知，则电压与电流的关系为：在电感元件的正弦交流电路中，电压和电流也是同频率的正弦量，电压的相位超前电流90°。电压的幅值（或有效值）与电流的幅值（或有效值）的比值为ωL。当电压U一定时，ωL越大，电流I越小。可见，ωL具有对电流起阻碍作用的性质，称为感抗，用表示，单位欧姆（Ω）。当电感L一定时，感抗与频率f成正比。因此，电感线圈对高频电流的阻碍作用很大，而对直流（时）则可视为短路。相量表示二者关系：在电感元件的正弦交流电路中，电感元件伏安关系的相量表示，它综合反映了电感元件的电压与电流有效值之间的关系。或电感元件的电压和电流相量图详见教材图2-7【教师】重点强调如下问题感抗只是电压与电流的幅值或有效值之比，并不是它们的瞬时值之比，即。这与电阻电路不同。因为在电感电路中，电压与电流之间成导数关系，而不是成正比关系。（2）功率瞬时功率：电压和电流为关联参考方向时，电感元件正弦交流电路的瞬时功率p为当p为正值时，电感元件相当于负载，它从电源取用电能，并将其转换为磁场能量储存起来；当p为负值时，电感元件向外释放能量，它把储存的磁场能量转化为电能，还给电源。平均功率：在一个周期内，电感元件正弦交流电路的平均功率为零，在电感元件的正弦交流电路中没有能量消耗，只存在电源与电感元件之间的能量互换。即无功功率：瞬时功率的最大值，用Q表示，即【教师】重点强调如下问题无功功率表示的是电感元件与外电路交换能量的最大速率，但它并不是电路实际消耗的功率。因此，无功功率与有功功率虽然具有相同的量纲，但为了区别，规定无功功率的单位为乏（var）。工程上还经常用到千乏（kvar）。3．电容元件的正弦交流电路（1）电容元件两端电压与电流的关系选电压为参考正弦量，,其电压和电流采用关联参考方向，则电流为，电压为，二者之间的关系为：在电容元件的正弦交流电路中，电压和电流也是同频率的正弦量，电流的相位超前电压90°。电压的幅值（或有效值）与电流的幅值（或有效值）的比值为1/ωC。当电压U一定时，1/ωC越大，电流I越小。可见，1/ωC具有对电流起阻碍作用的性质，称为容抗，用表示，单位相量表示二者关系：在电容元件的正弦交流电路中，电容元件伏安关系的相量表示综合反映了电容元件的电压与电流有效值之间的关系。或电容元件的电压和电流相量图详见教材图2-8【教师】重点强调如下问题（2）功率瞬时功率：电压和电流为关联参考方向时，电容元件正弦交流电路的瞬时功率p为当p为正值时，电容元件相当于负载，它从电源取用电能并储存在它的电场中；当p为负值时，电容元件向外释放能量，它把储存的电场能量还给电源。平均功率：在一个周期内，电容元件正弦交流电路的平均功率也为零，即无功功率：用Q表示。设电流iImsinωt为参考正弦量，则瞬时功率p为电容元件正弦交流电路的无功功率为【教师】重点强调如下问题电容性无功功率取负值，电感性无功功率取正值。【教师】分析与解读【例2-2】详见教材【学生】聆听、理解、记录基尔霍夫定律的相量表示【教师】通过ppt讲解基尔霍夫的相量表示1.基尔霍夫电流定律对电路中的任一节点都有，当电路中的电流都为同频率的正弦量时，可用相量表示，则基尔霍夫电流定律的相量表示式为。在正弦交流电路中，任一节点上同频率正弦电流所对应相量的代数和为零。2.基尔霍夫电压定律对电路中的任一回路都有，当电路中的电压都为同频率的正弦量时，可用相量表示，则基尔霍夫电压定律的相量表示式为。在正弦交流电路中，任一回路中同频率正弦电压所对应相量的代数和为零。RLC正弦交流串联电路【教师】通过ppt讲解RLC正弦交流串联电路1.RLC串联电路电压与电流的关系设在RLC串联的正弦交流电路中流过各元件的电流统一为，其方向如图所示，则流经R，L，C元件后，产生的电压降，和分别为：电源的电压为：相量表示电压与电流关系为：若令，，和能够组成一个直角三角形，称为电压三角形。详见教材图2-11所示。电路的复阻抗：，为电抗，单位都为欧姆（Ω）。还可表示为：为阻抗的模，表示电压和电流的大小关系；φ为阻抗的辐角，表示电压和电流的相位关系。辐角的大小和正负由电路参数决定。电感性电路：当时，，电压超前于电流。电容性电路：当时，，电压滞后于电流。电阻性电路：当时，，电压和电流同相。【教师】重点强调如下问题复阻抗只是一个复数，不是相量，所以，书写时上面不能加“”。【教师】板书绘制阻抗三角形，R和X三者之间的关系用一个直角三角形表示。（详见教材图2-12）2.功率RLC串联电路中的功率有瞬时功率、有功功率、无功功率和视在功率等。瞬时功率和有功功率RLC串联电路中的瞬时功率为：有功功率（有功功率）为【教师】强调功率因数功率因数：衡量电能传输效果的重要指标，用cosφ表示。（2）无功功率视在功率由于RLC串联电路中电压和电流存在相位差，所以，电路的有功功率一般不等于电压和电流有效值的乘积UI。我们把UI称为视在功率，用大写字母S表示，单位为伏安（V·A）或千伏安（kV·A）。即注意：交流电源都有确定的额定电压和额定电流，其额定视在功率表示了该电源可能提供的最大有功功率，故称为电源的容量。【教师】利用板书绘制功率三角形功率三角形：P，Q和S三者之间的关系用一个直角三角形来表示。【教师】重点讲解【例2-3】（详见教材）【学生】聆听、记录、理解功率因数的提高【教师】通过ppt讲解功率因数的提高在交流电路中，由于负载多为电感性负载，因此，功率因数通常都比较低。例如，生产中最常用的三相异步电动机，满载时功率因数为0.7～0.8，轻载时只有0.4～0.5，空载时仅为0.2。提高功率因数的意义及方法。（详见教材）【教师】重点讲解【例2-4】（详见教材）【学生】聆听、记录、理解功率的测量【学生】观看微课（详见教材），根据微课提出问题【教师】回答学生的问题，通过实物和ppt讲解功率的测量方法【学生】聆听、记录、理解通过教师的讲解和课堂互动，使学生了解交流电的含义教师以正弦电流为例，结合图片进行正弦量三要素的讲解，学生回顾高中学过的数学知识，进一步掌握正弦电流量的三要素板书画出正弦交流电压图，学生标出坐标的瞬时值、幅值，计算出有效值结合生活实际，强调生活用电的名称通过板书绘制正弦波形，学生判断正弦量的周期、频率，计算角频率介绍相位和初相位，学生结合高中数学知识，理解其定义和表达式教师通过PPT图片对比分析相位差的几种特殊情况，便于学生理解重点强调正弦量的相位关系及比较的前提条件结合教材图2-4绘制相量图，重点强调相量与正弦量三要素的关系通过ppt电路图（教材图2-6）或动画讲解电阻元件交流电路电压与电流的关系，通过板书绘制二者的相量图通过学生预习、提问，老师解答问题，理解电阻元件交流电路中功率的计算方法结合PPT动态图片，重点分析电感元件正弦交流电路中电流与电压的关系，学生对比学习，提升理解力学生预习了解相量公式，帮助理解相量表示电压与电流的关系突出强调电感元件的与电阻元件交流电路中电压与电流比值的区别通过对比分析平均功率与无功功率的计算方法强调无功功率与有功功率的区别对比学习电阻和电感元件，教师给出电容元件正弦交流电路的电流公式和电压公式，学生自行推导电容与电压的关系学生积极互动，用相量图展示电压与电流关系突出强调容抗与感抗的区别分析瞬时功率、平均功率和无功功率的计算及区别突出强调电容元件与电感元件的无功功率的区别结合所学，学生积极参与，变知识为自己所有，仔细聆听解题步骤，用板书绘制相量图，结合PPT，讲解基尔霍夫电压与电流定律的相量表达式结合PPT图片，设定电流与电压的参考方向，分析电阻、电感和电容串联电路中电流与电压的关系结合相量图的学习，分析电压与电流的关系，学生利用两分钟时间讨论并积极参与绘制直角三角形，教师公布答案，解答学生疑惑结合PPT重点讲解RLC串联电路功率的计算，学生可自行推导介绍视在功率的含义及计算教师带领学生绘制功率三角形功率因数对电路的影响较大，学生自行学习提高功率因数的方法，教师重点结合例题分析功率因数学生预习功率的测量，教师结合实物解答学生自学存在的疑问实操练习（30min）【教师】讲解和演示基本操作步骤MF-47型万用表为例，说明其主要性能指标、面板及使用方法，和测量电阻、电压和电流的基本步骤。演示单相功率表测量功率的基本步骤。1.单相交流电路及功率的测量【教师】重点强调以下问题（1）交流实验要特别注意人身安全，每次更改线路时，都要先断开电源。（2）每次测量完毕，都要将单相自耦调压器调回零位以确保安全。（3）使用功率表时，要注意电流线圈、电压线圈的“*”号端要接在电源同侧，电流线圈的另一端接负载，电压线圈的另一端要跨接到负载的另一侧。【学生】聆听、理解、模仿操作操作步骤（1）交流电路的认识及测量第一步：认识并检查实验器材是否齐全且完好，QS为单相闸刀开关，FU为闸刀开关中的熔断丝，L为单相自耦调压器，R为负载；第二步：将调压器调到0V，按图2-16连接线路（详见教材）；第三步：旋动调压器手柄，分别调至50V，110V，150V和220V，测量负载两端的电压和通过的电流；第四步：测量数据填入表2-1中，计算负载电阻的阻值，并与测量值进行比较（详见教材）（2）功率的测量第一步：检查实验器材是否齐全且完好，所接负载为三路不同功率的灯组，1，2，3号灯铭牌上的额定值分别为220V、25W，220V、40W，220V、100W；第二步：按图2-17连接线路（详见教材）；第三步：合上QS，并分别合上，，，，，和，用功率表分别测量负载的功率；第四步：测量数据填入表2-2中，并按铭牌数据计算其功率，比较两组数据（详见教材）2.功率因数的提高【教师】重点强调以下问题注意安全，操作中要严格遵守先接线、后通电，先断电、后拆线的原则。【学生】聆听、理解、模仿操作操作步骤第一步：认识并检查实验器材是否齐全且完好，L为镇流器，S为启辉器；第二步：按图2-18连接好线路，断开K，合上QS，接通电源，观察日光灯的启动过程（详见教材）；第三步：测量日光灯电路的总电压U、灯管两端电压、镇流器两端电压、电路电流I即日光灯电流IRL、电路总功率P、日光灯功率和镇流器功率，将测量数据填入表2-3中，并计算功率因数。（详见教材）第四步：合上开关K，在日光灯两端并联电容C。使电容从小到大变化，每改变一次（详见教材）【教师】巡堂辅导，及时解决学生遇到的问题教师演示器件的使用步骤重点强调实操练习过程中存在的问题，学生认真聆听学生严格按照操作步骤完成验证操作教师随堂指导，学生以小组形式操作，对存在的问题及时咨询教师课堂小结

（3min）【教师】简要总结本节课的要点本节课学习了单相正弦交流电路的基本内容，了解了表示一个正弦量的三要素，需要大家重点掌握电阻、电感和电容元件正弦交流电路中电压与电流的关系及相量表示方法，能够运算公式分别计算和测量其功率的大小。希望大家课下结合生活用电现象，巩固知识，提升能力。【学生】总结回顾知识点总结知识点，巩固学生对单相正弦交流电路相关知识的学习作业布置

（2min）【教师】布置课后作业请根据课堂知识，完成项目测评中的填空题1-4和解答题1-8，并撰写实验报告。预习任务二，观看任务二的微课并记录问题。【学生】完成课后任务通过课后作业复习巩固学到的知识教学反思从直流电路转变到交流电路，本次课加深了学生对电路的理解，通过相量图法分析电压与电流的关系，增加了学生分析电路的方法；通过学员主动思考，积极互动，提升学生对知识的理解力，通过实习操作测量，验证理论学习内容，有效提高教学质量。但在教学中，学生对RLC串联电路功率的计算和相量图的理解有点困难，需要在今后课程中增加练习量，帮助学生理解所学知识。

课题三相正弦交流电路的分析与测量课时2课时（90min）教学目标知识技能目标：（1）掌握三相交流电的产生及三相电源的连接（2）掌握三相负载的两种连接方式（3）掌握三相交流电路功率的计算方法思政育人目标：（1）通过三相交流电路强调的问题，树立用电安全意识，规范安全操作（2）三相交流电路的起源引入，潜移默化引导学生，养成不忘初心、坚定梦想的信念（3）了解我国电力行业的优秀成果，弘扬中国精神，鼓励学生实践和创新教学重难点教学重点：三相交流电源的Y形联结和△形联结、三相负载的Y形联结和△形联结、三相交流电路的功率教学难点：三相交流电源的Y形联结和△形联结、三相负载的Y形联结和△形联结教学方法案例分析法、问答法、讨论法、讲授法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材、万用表、电流表、电压表教学设计→→→→传授新知（45min）实操练习（20min）→疑难解答（8min）→课堂小结（3min）→作业布置（2min）教学过程主要教学内容及步骤设计意图第二节课课前任务【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过文旌课堂APP或其他学习软件，完成课前任务请大家复习单相正弦交流电路的分析与测量，查找资料，预习本课学习内容，记录预习中存在的疑难问题，学生负责人汇总后反馈教师。【学生】完成课前任务通过课前任务，学生记录疑难点内容，增加学生对疑难问题的好奇心，带着问题上课考勤

（2min）【教师】通过文旌课堂APP让学生签到【学生】签到，班干部交假条培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况课前复习（5min）【教师】引领学生回忆上次课教学内容，根据学生反映，检验学生掌握情况。提问正弦量的三要素？回顾电压与电流关系、功率的计算，请1-2名学生在讲台上绘制功率三角形，检验相量图的掌握情况。【学生】积极互动，给随教师一起回顾内容通过课前复习，检查学生对所学知识的掌握程度，调整课程进度，让学生自行查漏补缺问题导入（5min）【教师】通过图片或生活现象讲解我国民用供电多使用三相交流电作为楼层或小区的进线电源，其相电压为220V，而线电压为380V，且一般都设有中性线，即采用三相四线制。进户线为单相线，即三相中的一相，其对地或对中性线的电压均为220V。工业生产中多使用6kV以上的高压三相交流电为厂区供电，经过变压器降压后再以三相或单相的形式深入各个车间。【教师】提出以下问题：你知道三相交流电源有哪些连接形式吗？它是如何连接负载的？如何测量三相交流电路的电压和电流呢？【学生】讨论、举手回答【教师】通过学生的回答引入要讲的知识通过问题导入的方法，引导学生主动思考，激发学生的积极性，主动讨论传授新知

（45min）三相交流电的产生【教师】通过ppt讲解三相交流电的产生三相交流电：由三相交流发电机产生的。三相交流发电机：由定子和转子组成。三相交流发电机的原理如图所示：定子三相绕组：定子的铁芯是由硅钢片叠成，其内圆周表面有槽，槽内均匀嵌入了三个定子绕组，和。其中，，和均为绕组的始端，，和均为绕组的末端。这三个绕组的几何结构、绕向和匝数都相同，但各绕组的始端（或末端）之间彼此相隔。定子绕组的结构如图所示：转子的铁芯上绕有励磁绕组，采用直流励磁。选择合适的极面形状和励磁绕组布置方式，可使定子与转子间气隙中的磁感应强度按正弦规律分布。转子由原动机带动，并按顺时针方向匀速转动，使每相绕组依次切割磁力线，产生感应电动势。此时，在，和三相绕组上将得到一组对称的三相正弦交流电压（即三相对称电压），和。【学生】聆听、了解三相交流电源的表示方法【教师提问】三相交流发电机产生的电压源是多少？在三相交流电路中又如何表示？1.一般表示方法对称的三相交流电源（三相对称电源）：由三个频率相同、振幅相等、相位互差120°的正弦交流电压源，按一定方式连接起来的供电体系。三相交流电路：由三相交流电源供电的电路。设三相对称电压的参考方向为由始端指向末端，并以为参考正弦量，则有2.相量表示方法其波形图和相量图详见教材图2-21。三相对称电压的瞬时值及相量之和均为零，即相序：三相对称电压出现正值（或相应零值）的顺序。正序：按照U→V→W的相序排列，即V相比U相滞后，W相又比V相滞后。负序：按照W→V→U相序排列。【学生】聆听、理解、记录【教师】强调如下问题电力系统一般采用正序，为使电力系统能够安全可靠地运行，通常规定，在三相交流发电机或三相变压器的引出线及配电站的三相交流电源线上，涂以黄、绿、红三色来区分U，V，W三相。【学生】聆听、理解、记录【教师提问】你觉得三相对称电压有哪些连接方式？【学生】主动思考、积极回答通常把对称的三相交流电源，连接成Y形（星形）或者△形（三角形）。三相交流电源的Y形联结和△形联结【教师】通过PPT讲解Y形联结方式1.三相交流电源的Y形联结三相交流电源的Y形联结：将三相绕组的三个末端，和连接于N点，而将三个始端，和作为输出端。（1）输出端导线的概念及电压零线（中线）：在Y形联结中，末端的连接点（N点）称为中性点或零点，从中性点引出的导线。火线（相线或端线）：在Y形联结中，从三个始端，和引出的三根导线，和。相电压：三相交流电源中，每相绕组始端与末端间的电压，亦即相线与中性线之间的电压，其有效值用，和表示，一般地用表示。线电压：任意两始端间的电压，亦即两相线之间的电压，其有效值用，和表示，一般地用表示。（2）相电压与线电压的方向相电压和线电压的参考方向如图所示。（3）相电压与线电压关系三相交流电源做Y形联结时，其相电压和线电压显然是不相等的，它们之间的关系为用相量表示为相电压和线电压的相量图详见教材图2-23。线电压也是频率相同、振幅相等、相位互差120°的三相对称电压。相电压与线电压的关系为线电压是相电压的倍，且线电压在相位上比相应的相电压超前30°，即【教师】联系生活中的供电方式，高压线和家庭用电用的是相电压还是线电压？【学生】结合所学、主动思考、积极回答就供电方式而言，从电源引出三根相线和一根中性线的供电方式称为三相四线制，用表示；仅引出三根相线的供电方式称为三相三线制，用Y表示。其中，三相四线制供电方式可向用户提供相电压和线电压两种电压，主要在低压供电系统中采用。我国低压供电系统的相电压为220V，线电压为380V。三相三线制供电方式由于没有中性线，只能向用户提供线电压，主要在高压输电系统中采用。【教师】通过PPT讲解三相交流电源的△形联结2.三相交流电源的△形联结三相交流电源的△形联结：把一相绕组的始端与另一相绕组的末端依次连接，再从三个接点处分别引出三条相线。三相交流电源做△形联结时，其线电压与相电压的方向如图所示，大小相等，即【教师】突出强调如下问题三相交流电源做△形联结时，三个电压源同时作用在三相绕组的闭合回路中，由于，因此回路中的总电压为零，不会产生环流。但若有一相绕组接反，则，回路中将会产生很大的环流，致使三相交流电源设备烧毁。【学生】聆听、理解、记录三相负载的Y形联结和△形联结【教师】通过PPT讲解三相负载的Y形联结和△形联结1.三相负载的Y形联结按对供电电源的要求不同，负载可分为单相负载和三相负载。三相负载又可分为两类三相对称负载：每相负载的复阻抗相等，即。三相不对称负载：每相负载的复阻抗不相等。负载的相电压：每相负载始、末两端之间的电压。负载的线电压：两相负载始端之间的电压。负载的相电流：在三相电路中，流过每相负载的电流，有效值用表示。负载的线电流：流过相线的电流，其有效值用表示。【教师】突出强调负载加入三相电路需遵循的原则第一，加在负载上的电压必须等于其额定电压。第二，应尽可能使电源的各相负载均匀对称，从而使三相交流电源趋于平衡。（1）三相负载的Y形联结三相负载的Y形联结：将三相负载的末端连接于点，并与三相交流电源的中性线相连，三相负载的始端分别接到三根相线上的连接方式。这种连接方式组成的电路称为负载做Y形联结的三相四线制电路，，和分别为每相负载的阻抗模，电路如图所示。（2）电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向如图中标示所示。（3）电压与电流的一般表示不论负载对称与否，其相电压和线电压均分别等于三相交流电源的相电压和线电压。其相电流等于相应的线电流，即。（4）电压与电流的相量表示各相电源与各相负载经中性线构成各自独立的回路，因此，利用单相交流电路的分析方法来对每相负载进行独立分析。每相电流为中性线的电流根据基尔霍夫电流定律为。三相负载做Y形联结时，电压和电流的相量图见教材图2-26。【教师】在对称的三相交流电源和三相负载（）条件下，计算流过各相负载的电流以及中性线的电流？【学生】分组讨论、公式计算、对照答案、提出疑问【教师】解答疑难点，强调如下问题当三相负载对称时，三相三线制电路与三相四线制电路完全相同，各相电流的计算方法，与三相四线制电路的计算方法也相同，且只需计算其中一相的电流，便可推出另外两相的电流。【教师提问】当三相负载不对称时，其三相三线制电路与三相四线制电路是否相同？【学生】主动思考，积极回答当三相负载不对称时，中性线电流不等于零。此时中性线绝对不能去掉，否则，负载上的相电压将会不对称，从而导致有的负载上的相电压高于额定电压，有的负载上的相电压低于额定电压，使负载不能正常工作。【教师】重点讲解【例2-5】（详见教材）【学生】聆听、理解、记录【教师】重点强调如下问题为了保证负载正常工作，中性线不得断开。因此，规定中性线上不准安装开关和熔断器，而且为了使中性线本身具有足够大的机械强度，可在中性线上加装钢芯。2.三相负载的△形联结三相负载的△形联结：将三相负载分别连接到三相交流电源的两根相线之间的连接方式。电压和电流的参考方向都已标在图中，，和分别为每相负载的阻抗模。由于每相负载都直接连接在电源的两根相线之间，因此负载的相电压与电源的线电压相等，且不论负载对称与否，其相电压总是对称的，即。负载做△形联结时，其相电流与线电流是不同的。各相电流为，，根据基尔霍夫电流定律可得各线电流为若三相负载对称，即，则负载的相电流也是对称的。此时，线电流与相电流的向量图见教材图2-31所示。显然，线电流也是对称的，其有效值为相电流的倍，其相位比相应的相电流滞后30°，即三相交流电路的功率【教师】通过PPT讲解三相交流电路的功率三相交流电路的功率主要包括有功功率、无功功率和视在功率。1.有功功率在三相交流电路中，不论负载如何连接，电路总的有功功率都等于各相有功功率之和，即在电源和负载均对称的三相交流电路中，由于各相电压、相电流及阻抗角都相等，有功功率为：，为相电压与相电流之间的相位差。不论对称负载做Y形联结还是做△形联结，其有功功率均为，为相电压与相电流之间的相位差。【学生】自行推导对称负载Y形联结和△形联结的有功功率2.无功功率与视在功率（1）三相负载的无功功率三相交流电路中负载的无功功率也等于各相负载的无功功率之和。同理，三相对称负载无论做Y形联结还是做△形联结，其无功功率均为，为相电压与相电流之间的相位差。（2）三相负载的视在功率根据视在功率的定义式可得，三相对称负载的视在功率为。三相负载铭牌上标注的功率是额定有功功率，标注的电压是额定线电压，标注的电流是额定线电流。【教师】重点讲解【例2-6】（详见教材）【学生】聆听、讨论、理解3.三相交流电路功率的测量【学生】观看微课（详见教材），根据微课提出问题【教师】回答学生的问题，通过实物和ppt讲解功率的测量方法【学生】聆听、记录、理解教师通过教鞭指示说明三相交流发电机的原理，便于学生理解通过教师的讲解和课堂互动，使学生了解三相交流电的来源结合电路图讲解电路中的专有名词，进一步加深电路基本知识注意：通常所说的三相交流电源均指对称的三相交流电源三相交流发电机的两种表示方式，学生结合前面所学内容，理解表示方法拓展相序的概念，为连接方式做铺垫生活中用到的电路知识融入课堂，理论与实际结合，激发学生兴趣学生以组为单位展开讨论，2分钟后汇总答案，引导学生往Y形和△形方向靠拢结合图片，引导学生认识Y形联结各个节点和线路的名称及电压PPT图片标示电压的方向根据相量图分析相电压与线电压的关系结合生活常用电路，提出问题，师生互动，引导学生主动思考，将理论与实际结合，帮助学生理解教师利用教鞭，对比分析△形联结的电压关系注意电路的连接是否正确，突出强调用电安全讲解三相负载的Y形联结和△形联结，学生结合预习。理解基本概念强调负载接入三相电路遵循的原则结合电路分析，跟随教师指导，分析三相负载Y形联结的电压与电流的关系及表示方法教师提出问题，学生分组讨论，利用2分钟时间