（中职）电工电子基础全册教案完整版教学设计

龙爱忠6个课时中职课题内电路的基本物理量电路基本元件课程目(1)认识什么是电量(2)熟悉基本电路的组成和作用(3)理解电压、电流、电动势的概念(4)掌握电压、电流方向的判别(5)理解电阻的定义和作用(6)电功、电功率的求法(7)电流的热效应的定义新授课通过多媒体讲授时间分配1、点名检查学生出勤情况。本次课先从自然界的物质组成引出电量的概念，再由一个手电筒电路引入电路的组成和作用，通过对电流、电压、电动势的实际测试，根据测试的结果来体验分析电来阐明电流、电压、电动势的概念及电流、电压参考方向的应用和电流、电压实际方向的判别。导入：自然界中的一切物质是由什么组成的呢?他们是否带电呢?自然界中的一切物质都是由分子组成的，分子又是由原子组成的，而原子是由带正电荷的原子核和一定数量带负电荷的电子组成的。在通常情况下，原子核所带的正电荷数等于核外电子所带的负电荷数，原子对外不显电性。但是，用一些办法，可使某种物体上的电子转移到另外一种物体上。失去电子的物体带正电荷，得到电子的物体带负电荷。物体失去或得到的电子数量越多，则物体所带的正、负电荷的数量也越多。物理量，它的单位是库仑，用字母C表示。1C的电量相当于物体失去或得到6.25×1018个电子所带的电量。(1)手电筒电路是怎么工作的?(2)你认为电压、电流有方向吗?什么情况下有方向呢?导入：(先在黑板上画一手电筒电路的示意图如1电流图1-1金属导体中的电流方向图1手电筒电路手电筒大家都很熟悉，由电池、开关、灯泡、导线四下，才会发亮。所以电池相当于电源，灯泡是供电的对象，称为负载，开关决定着灯亮与灭，所以开关便是控制元件，导线连接整个电路，使其为一闭合回路。电源、负载、控制元件、回路为组成电路的四要素。所以手电筒电路的电路模型如图1(c)。2、电路的作用：(1)能量的传输和转换。如手电筒电路，灯泡发(2)信号的传递和处理。如扩音机电路，如图(b),放大器用来放大电信号，而后传递到扬声器，把电信号还原为语言或音乐，实现“声-电-声”的放大、传输放大器前面我们了解了电路的组成和作用，然而描述一个电路的特性光以上这些是不够的，还需要一些其他的物理量来描述电路的特征。电流、电压、电动势便是描述电路特征的最基本的物理量。下面先通过实际测试来体验一下这些物理量的存在及他们的方向。(1)先让学生按照教师给定的方法测试试验电路1中流过电阻的电流，让学生先感性认识电流存在的形式，(2)再让学生用同样的测试方法反向测量，指针式万用表表笔反偏(数字式显示负值),使学生感性认识直流电流是有方向的，再理论分析电流方向的确先测量试验电路1中流过电阻的电流大小。让学生感(一)电流1、定义：由电荷(带电粒子)有规则的定向运动而若在1秒内通过导体横截面的电子所带的电荷数为1库仑(1C),则导体中的电流为1安培(1A(1)交流电流：在dt时间内，通过导体横截面S的电荷为dq,则电流为存在的形式。(2)直流电流：电流的大小和方向不随时间变化而2、电流的单位：安培，缩写为安，符号为A。其它还有uA、mA等。在原先测试的基础上，将红、黑表笔反测，记录此时电流值，让学生分析电流的方向性。从两次测试结果可以发现，一次为正、一次为负，说明电流是有方向的。负的这次说明与实际方向相反了。3、电流的方向规定正电荷运动的方向为电流的方向。方向可先任意确定)电流的参考方向表示方法：(1)标“+”“-”表示，如图2(a)示；(2)箭头表示，如图2(b)表示a图(a)图(b)图2(1)要有电源(2)要有闭合路径这一小节的教学方法：(1)先让学生按照教师给定的方法测试试验电路1中电阻两端的电压，让学生先感性认识电压存在的形式，再理论分析电压的定义及计算。(2)再让学生用同样的测试方法反向测量电珠两端电压，指针式万用表表笔反偏(数字式显示负值),使学生感性认识直流电压是有方向的，再理论分析电压的方向的确定。先测量试验电路1中，电阻两端电压大小。让学生感受电压在电路中存在的形式。(一)电荷电荷是电子和质子的最基本特性，符号Q。静电是由于物质中存在净正电荷或净负电荷而产生的。图3为电荷的(a)不带电荷(a)不带电荷(b)异种电荷(c)同种正电荷(d)图3电荷的吸引和排斥1、定义：电荷的电势差在电学名词中称为电压。符号为U。电压定义为单位正电荷(Q),在电场力作用下，沿外电路从一点移到另一点所做的功。2、电压的单位：伏特，符号为V。另外还有KV,mV等。由此可见，电场力做功越多，电压就越大，所以电压是衡量电场力移动电荷做功本领大小的物理量。在原先测试的基础上，将红、黑表笔反测，记录此时电压值，让学生感受分析电压的方向。从两次测试结果可以发现，一次为正、一次为负，说明电压是有方向的。负的这次说明与实际方向相反了。再从理论的层面上来分析：流来对比讲解)2、在计算和分析时，可先选择一个参考方向，再根据计算结果来判定。若计算得到的电电压的参考方向表示方法：(1)标“+”“-”表示，如下图4(a)示；(2)箭头表示，如下图4(b)表图(a)图(b)图4电压方向的表示可拿一杯子，装半杯水，同学们很容易就可知道此时水位，如为H1,再加水，此时水位上升为H2,大家可以发现这个高度都是相对杯底而言的，杯底就是参考水位。如果选择H1为参考水位，那么H2的水位为H2-H1;或选择H2为参考水位，则杯底的水位为-H2。所以参考水位不同，那么某点水位的值也就不一样了，也就是说水位的高低是和参考水位有关的。电位也是如此。电路图1中，若选择C点为参考点，则C点就相当于水杯的杯底，而A点或B点就是加水以后的H1点或H2,所以引申应用到电路中的电位，即电路中某一点相对参考点的电压大小我们也可以把它称为电参考电位我们可以把它看作是零电位点。一般选择接地点为参考点。1、若在试验电路中，选择C点为参考点，测量A点、B点的电位和A-C、B-C之间的电压，并比较其大小。从测量结果可以看出，A点的电位大小即UAC;B点的电位的定义：电路中某点的电位是这一点与参考点之间的电压。或者说电路中某两点之间的电压等于这两点之间的电位差。即UAB=VA-VBVA、VB分别代表A、B点的电位。单位为伏特(V)2、若在试验电路中，选择A点为参考点，测量B点、C点的电位和B-A、C-A之间的电压，从结果可以发现，两次测得的A、B、C三点电位大小是不同的。可见电位是个相对值，参考点不同，电位大小也不同。3、在试验电路中，若选择C点为参考点，则可以看出A点电位可以通过AC和(AB+BC)两条路径计算得到。可以看出：若以C点为参考点，则VA=UAC=UE=1.5V或VA=UAC=UR+URO=1.5V,可见两者是相等的。结论：电位的大小只与参考点有关，而与所选路径无为了更好地了解电动势的含义，从电的本质角度来分析手电筒小灯泡发光的原理。干电池正极聚集了正电荷，负极聚集了负电荷，铜电线中带负电的自由电子被干电池正极吸引，阴极排斥，形成了有规则的电子流动即电流，使小灯泡发光。正如水即电压而形成的。并且干电池内部的化学能不断地将正电荷移到阳极来补充被自由电子中和的正电荷，并不断地在阴极聚集负电荷，从而维持了电池两端产生电位差电线电线④电流流向灯泡(1)电池(2)太阳能电池(3)发电机(4)电子电源电动势描述的是电源内部电源力克服电场力把正电荷从低电位推到高电位的正极所做的功，是其他形式能量转电压描述的是电源外部的负载电路中(外电路)电场力推动正电荷从高电位移到低电位，同时克服负载中的阻力所做的功，是电能转换为其他形式能量的过根据试验电路1,将电阻阻值分别换成100Ω和1KΩ、2.7KΩ的电阻，测试流过电阻的电流大小。从测试结果可以发现，1KΩ电阻时测得的电流值小于100Ω,接2.7KΩ电阻时测得的电流值又小于1KΩ时测得的电流值。说明电阻越大，电流越小，也就是说电阻对电1、定义：阻碍电流(或电荷)流动的物质能2、电阻的单位：电阻的符号为R,单位是欧姆，用希腊字母Ω来表示。3、电导：电阻的倒数就是电导，符号为G。电导表示允许电流通过的能力，公式为：电导的单位是西门子，符号是S。4、电阻器：物体对电流的阻碍作用称为电阻，利用这种阻碍性质的元件称为电阻器。电阻器最主要的应用是限流和分压，并在某些情况下产生热能。尽管电阻器在形状和大小方面有很多不同的类型，但总的来说可以分为(1)固定电阻器：固定电阻器是生产厂家批量加工而成，阻值不能改变。它提供的固定阻值范围很广。(从实电阻直观展示)01(a)电位器(b)变阻器(c)电位器变成变阻电流通过用电器时，用电器就将电能转换成其他形式的能，如热能、光能和机械能等。我们把电能转换成其他形式的能叫做电流做功，简称电功，用字母W表示。电流通过用电器所做的功与用电器的端电压、流过的电流、所用的时间和电阻有以下的关系：电阻单位为欧，时间单位为秒，则电功单位就是焦耳，简称焦，用字母J表示。电流在单位时间内通过用电器所做的功称为电功率，平方成正比。若通过用电器的电流是原来电流的2倍，则电功率就是原功率的4倍；若加在用电器两端电压是原电压的2倍，则电功率就是原功率的4倍。则串联电阻的总功率与各个电阻的电阻值的和成正成反比。对于并联电阻电路，各个电阻两端电压相等，则叫“度”。1千瓦小时是1度，它表示功率为1千瓦的用电器1小时所消耗的电能，即：电流通过导体使导体发热的现象叫做电流的热效电流的热效应是电流通过导体时电能转换成热能的效电流通过导体产生的热量，用焦耳一楞次定律表示如式中焦耳一楞次定律的物理意义是：电流通过导体所产生的热量，与电流强度的平方、导体的电阻及通电时间成正白炽灯、电烙铁、电烤箱、熔断器等在工厂中最为常见；地方(如导线)发热，导致绝缘材料老化，甚至烧毁设备，1、了解电路的组成及作用。5、电流的热效应的含义练习题龙爱忠1个课时中职教学重点电路的三种状态教学难点电路图1、掌握几种常用的电工符号2、掌握电路的三种状态教学方法与讲授、实践等1、点名检查学生出勤情况。在设计、安装或维修各种实际电路时，经常要画出表示电路连接情况的图。如果是实物连接图，虽然直观，但很麻烦。所以很少画实物图，而是画电路什么是电路图呢?电路图就是用国家统一规定的符号，来表示电路连接情况的图。下表是几种常用的电工符名称符号名称符号电池上电流表导线电压表开关熔断器电阻电容一一照明灯接地电路有三种状态：即通路、开路、短路。通路是指电路处处接通。通路也称为闭合电路，简称闭路。只有在通路的情况下，电路才有正常的工作电流开路是电路中某处断开，没有形成通路的电路。开路也称为断路，此时电路中没有电流；分别称为电源短路或负载短路。电源短路时电源提供的电流要比通路时提供的电流大很多倍，通常是有害的，也是非常危险的，所以一般不允许电源短路。练习题龙爱忠2个课时中职教学重点欧姆定律的定义教学难点欧姆定律相关公式的使用1、掌握欧姆定律的定义2、应用欧姆定律相关公式的使用教学方法与讲授、实践等1、点名检查学生出勤情况。电路中的电流、电压、电阻有什么关系呢?如果我能?通过这两个问题引入课程讲授。所谓一段电阻电路是指不包括电源在内的外电定律的内容是，流过导体的电流强度与这段导体两端的电压成正比；与这殷导体的电阻成反比。其数式中1、已知电流、电阻，求电压：作用下，通过绕组的电流为0.427A,求绕组的电已知电压U=220V,电流I=0.427A,由公式全电路是指含有电源的闭合电路。全电路是由包括电源内部电路和电源外部电路，电源内部电路简称内电路，电源外部电路简称外电路。在全电路中，电源电动势、电源内电阻、外电路电阻和电路电流之商的关系为：式中中的电流强度与电源电动势(E)成正比，与整个电路式中Ir——内电路电压。外电路电压是指电路接通时电源两端的电压，又叫做路端电压，简称端电压。这样，公式(1—11)的含义又可叙述为：电源电动势在数值上等于闭合回路的各部分电压之和。根据全电路欧姆定律研究全电路处于三种状态时，全电路中电压与电流的关1、当全电路处于通路状态时，由公式(1—11)可以得出端电压为：由公式可知，随着电流的增大，外电路电压也随之减小。电源内阻越大，外电路电压减小得越多。在直流负载时需要恒定电压供电，所以总是希望电源内阻越小越好。2、当全电路处于断路状态时，相当于外电路电阻值趋于无穷大，此时电路电流为零，开路内电路电阻电压为零，外电路电压等于电源电动势。3、当全电路处于短路状态时，外电路电阻值趋近于零，此时电路电流叫短路电流。由于电源内阻很小，所以短路电流很大。短路时外电路电压为零，内电路电阻电压等于电源电动势。全电路处于三种状态时，电路中电压与电流的关系见表1—3。表1—3电路中电压与电流的关系电路状态负载电阻电路电流外电路电压数短路通常电源电动势和内阻在短时间内基本不变，且电源内阻又非常小，所以可近似认为电源的端电压等于电源电动势。今后不特别指出电源内阻就表示其阻值很小忽略不计。但对于电池来说，其内阻随电池使用时间延长而增大。如果电池内阻增大到一定值时，电池的电动势就不能使负载正常工作了。如旧电池开路时两端的电压并不低，但装在收音机里，却不能使收音机发声，这是由于电池内阻增大所致。练习题龙爱忠2个课时中职教学重点电路基本元件的电流电压关系教学难点实际电源的两种模型1.理解电路基本元件的电流电压关系2.了解实际电源的两种模型教学方法与讲授、实践等1、点名检查学生出勤情况。为了某种需要而由电源、导线、开关和负载按一定方式组合起来的电流的通路称为电路。组成电路的部分有哪些常见的电路元件有电阻元件、电容元件、电感元件、电压源、电流源。电路元件在电路中的作用或者说它的性质是用其端钮的电压、电流关系即伏安关系(VAR)来决定1、电阻元件电阻元件是一种消耗电能的元件。伏安关系(欧姆定律):关联方向时：非关联方向时：2、电感元件电感元件是一种能够贮存磁场能量的元件，是实际电感器的理想化模型。只有电感上的电流变化时，电感两端才有电压。在直流电路中，电感上即使有电流通过，但u=0,相当于短路。3、电容元件电容元件是一种能够贮存电场能量的元件，是实际电容器的理想化模型。只有电容上的电压变化时，电容两端才有电0,相当于开路，即电容具有隔直作用。(1)伏安关系理想电压源：u=uS端电压为us,与流过电压源的电流无关，由电理想电流源：i=iS流过电流为is,与电源两端电压无关，由电源本身确定，电压任意，由外电路确定。(2)特性曲线与符号理想电压源理想电流源U练习题龙爱忠一贯制4个课时(实训)中职课题内常用电工工具的使用1.绝缘导线的剥削2.一般中小导线的连接课程目1.了解和掌握常用电工工具的使用方法；2.学会各种导线的一般连接方法。通过多媒体、实训设备讲授、实践等时间1、点名检查学生出勤情况。电工常用工具分为通用工具、线路安装工具和设备装修工具三大类。通用工具是指电工在工作中经常都会用到的工它是用来判断电气设备或线路上有无电源存在的器具。分为低压和高压两种。(1)低压验电器的使用方法1)必须按照图1所示方法握妥笔身，并使氖管小窗背光朝向自己，以便于观察。锭(a)笔式(b)螺钉旋具式图1低压验电笔握法2)为防止笔尖金属体触及人手，在螺钉旋具试验电笔的金属杆上，必须套上绝缘套管，仅留出刀口部分供测试需要。3)验电笔不能受潮，不能随意拆装或受到严重振4)应经常在带电体上试测，以检查是否完好。不5)检查时如果氖管内的金属丝单根发光，则是直流电；如果是两根都发光则是交流电。(2)高压验电器的使用方法1)使用时应两人操作，其中一人操作，另一个人进行监护。2)在户外时，必须在晴天的情况下使用。3)进行验电操作的人员要戴上符合要求的绝缘手错误的错误的正确的图2高压验电器握法4)使用前应在带电体上试测，以检查是否完好。不可靠的验电器不准使用。高压验电器应每六个月进行一次耐压试验，以确保安全。(1)各部分作用各部位位置及握法如图3所示。(a)构造法(2)钳柄上必须套有绝缘管。使用时的握法如图3b所示(3)钳头的轴销上应经常加机油润滑。俗称起子、螺丝刀，用来拧紧或旋下螺钉。电工不能使用金属杆直通柄顶的螺钉旋具(俗称通芯螺丝刀)。应在金属杆上加套绝缘管。(1)使用时刀口应朝外进行操作。用完后应随即把刀身折入刀柄内。(2)电工刀的刀柄结构是没有绝缘的，不能在带电体上使用电工刀进行操作避免触电。(3)电工刀的刀口应在单面上磨出呈圆弧状的刃口。在剖削绝缘导线的绝缘层时，必须使圆弧状刀面贴在导线上进行切割，这样刀口就不易损伤线芯。是电工用来盛装随身携带最常用工具的器具。形状如图4所示。使用时用皮带系结在腰间。图4电工工具夹有圆榫錾、小扁錾、大扁錾和长錾四种。(1)圆榫錾：如图5a,用来錾打混凝土结构的木榫孔。(2)小扁錾：如图5b,用来錾打砖墙上的木榫(3)大扁錾：如图5c,用来錾打角钢支架和撑架等的埋没孔穴。(4)长錾：图5d为圆钢长錾，用来錾打混凝土墙上通孔。图5e为钢管长錾，用来錾打砖墙上通(a)圆榫錾(b)小扁錾(c)大扁錾(d)圆钢长筑面，使孔内灰沙、石屑及时排出，避免錾身堵塞在它是一种电动工具，如图6a,可以作“电钻”也可作“电锤”使用。使用时只需要调至相应的挡位即可。(1)应在停转的情况下进行调速和调档(“冲”和“锤”)时。钻打墙孔时，应按孔径选配专用的冲击钻头，冲击钻头如图6b。(2)钻打过程中，为了及时将土屑排除，应经常把钻头拔出；在钢筋建筑物上冲孔时，遇到坚硬物不应施加过大压力，避免钻头退火。把柄电源开关电源引线一(a)冲击钻形状(b)冲击钻头用来收紧户内外绝缘子线路和户外架空线路的导线，如图7所示。使用时定位钩必须勾住架线支架或定位钩定位钩导线C⑧夹线收紧齿轮用来剥离6mm2以下的塑料或橡皮电线的绝缘层。钳头上有多个大小不同的切口，以适用于不同规格的导线，如图8所示。使用时导线必须放在稍大于线芯直径的切口上切剥，以免损伤线芯。刀口⑧压线口用来拧紧或拧松电线管上的束节或管螺母，使用方法与活动扳手相同。形状如图9所示。活动板唇固定板唇蜗轮手柄图9管子钳6、防护用品登杆操作必须戴防护帽、防护手套，穿电工绝缘是进行电气设备检修或安装的工具。和轴承等的专用工具。顶拔器形状和使用方法如图11。使用时各爪与中心丝杆应保持等距离。图11顶拔器结构和使用用来拧紧或拧松沉孔螺母，或在无法使用活动扳示。在起重过程中，如需随时定位，或为防止在起吊(a)垂直吊物(b)水平拉物是烙铁钎焊的热源，有内热式和外热式两种，外(a)大功率电烙铁(b)小功率电烙铁(1)根据焊接面积大小选择合适的电烙铁。(2)电烙铁用完要随时拔去电源插头。(3)在导电地面(如混凝土)使用时，电烙铁的练习题通过本节课的学习希望同学们掌握常用电工工具的使用方法；学会各种导线的一般连接方法。龙爱忠2个课时中职课题内1、基尔霍夫定律的内容及表达式2、基尔霍夫定律的具体应用基尔霍夫定律的具体应用课程目1、理解支路、节点、回路、网孔等基本概念2、掌握基尔霍夫两定律所阐述的内容3、应用基尔霍夫两定律进行计算讲授时间1、点名检查学生出勤情况。前面我们学习了运用欧姆定律及电阻串、并联能进行化简、计算的直流电路。这种电路称为简单电路；但有些电路是不能单纯用欧姆定律和电阻的串、并联关系求解的，这些电路称为复杂电路。下面以给出两个电路图为例，请学生分析两电路的不图(1)有且仅有一条有源支路，可以用电阻的串并联关系进行化简，是简单电路；解答简单电路的方法是欧姆定律。图(2)有两条有源支路，不能用电阻的串并联关系定律。1、进入多媒体课件，以下图为例讲解几个基本概念，并通过动画效果加以理解：(1)支路：由一个或几个元件首尾相接组成的无分路电流分别标于图中。(2)节点：三条或三条以上支路的连接点。(生答(3)回路：电路中任何一个闭合路径。(生答略)(4)网孔：中间无任何支路穿过的回路。网孔是最简单的回路，或是不可再分的回路。(请问上图电路中共有几个网孔呢?)(生答略)师：对，图中最简单的回路aR1R2a,aR2R4ba,bR4R5b三个是网孔。【动动脑筋】请问下列电路有几条支路、几个节点、老师按照左图接通电源，请同学们仔细观察各电流表的读数，I1=1A,I2=2A,I3=3A测量结果表明：I1+I2=I3,对节点a而言，I1和I2为流入节点的电流，I3(1)内容：在任一瞬间，对电路中的任一节点，流(3)定律讨论的对象：节点电流(故基尔霍夫第一定律又称为节点电流定律。)3、基尔霍夫第一定律的应用：【例2】如图所示电路，已知I1=1A,I2=2A,I3=5A,I4=3A试求I5。解：根据图中各电流方向，列出节点电流方程则：I5=I1+I3—I4—I2结果得出I5的值是正的，表示I5的实际方向与标定的参考方向相同，是由节点A流出的。4、基尔霍夫第二定律(回路电压定律)进入实验环节，探讨基尔霍夫第二定律的有关知(1)内容：在任一瞬间，对任一闭合回路，沿回路绕行方向上各段电压代数和恒等于零。(2)公式：(3)定律讨论的对象：回路上的电压(故基尔霍夫第二定律又称为回路电压定律。)向，原则上可任意标定：一般取电动势或较大的电动势的方向作为支路电流的参考方向和回路的绕行方际方向【归纳总结】1、理解支路、节点、回路和网孔的定义2、掌握基尔霍夫定律的内容及数学表达式3、理解基尔霍夫定律的推广应用向的理解及电阻电压、电源电动势正负的确定练习题龙爱忠4个课时中职课题内课程目2、掌握支路电流法3、掌握节点电压法讲授时间1、点名检查学生出勤情况。前面我们学习了运用欧姆定律及电阻串、并联能进行化简、计算的直流电路。这种电路称为简单电路；但有些电路是不能单纯用欧姆定律和电阻的串、并联关系求解的，这些电路称为复杂电路。下面以给出两个电路图为例，请学生分析两电路的图(1)有且仅有一条有源支路，可以用电阻的串并联关系进行化简，是简单电路；解答简单电路的方法是欧姆定律。图(2)有两条有源支路，不能用电阻的串并联关系进行化简，是复杂电路；解答复杂电路的方法是基尔霍夫定律。把几个电阻一次连接起来，组成中间无分支的电路，叫做电阻串联电路。如下图1所示为两个电阻组成的串联电路。串联电路的特点：当n个电阻串联时，则2、电路两端的总电压等于串联电阻上分电压之和。3.电路的总电阻等于各串联电阻之和。R叫做R1,R2串联的等效电阻，其意义是用R代替(b)图是(a)图的等效电路。当n个电阻串联时，则4.串联电路中的电压分配和功率分配关系。由于串联电路中的电流处处相等，所以上述两式表明，串联电路中各个电阻两端的电压与各个电阻的阻值成正比；各个电阻所消耗的功率也和各个电阻阻值成正推广开来，当串联电路有n个电阻构成时，可得串联电路分压公式程。则：独立的KCL方程数=n-1独立的KVL方程数=b-n+11、2b法：以b个ub,b个ib为未知量，列2b个独立方程求解。方程：u₆≥f(i)或≥f(u₆)以b个ib为未知量，列b个独立方程求解。对n-1个独立节点列KCL方程：∑i₆=0对b-n+1个独立回路列KVL方程：3个KCL以b个ub为未知量，列b个独立方程求解。b-n+1=3个KVL练习题龙爱忠课时安排2个课时(理论)中职教学重点串、并联电路中的电阻关系教学难点串、并联电路中的电阻关系课程目标1、了解运用欧姆定律和电路特点推导串、并联电路中电阻关系的过程。2、知道串、并联电路中电阻的关系。3、会用串、并联电路中电阻的关系进行简单计课的类型教学方法与讲授手段教学过程及时间分配时间组织教学1、点名检查学生出勤情况。2、填写教学记录表，回顾电阻串并联理论知识容，提出天将要学到的内容导入新课提出问题：如果你的收音机不响了，检查后发现有一个10Ω的电阻烧坏了，需要更换。但是你手边又只有几个59的电阻，能否用它们组合起来，使组合的电阻相当于一个10Ω的阻呢?反之，如果你的收音机不响了，检查后发现有一个59的电阻烧坏了，需要更换。但是你手边又只有几个10Ω的电阻，能否用它们组合起来，使组合的电阻相当于一个5Ω的电阻呢?学习了电阻的串、并联知识后，你就会知道这种等效替换是容易实现的。新课讲授串联电路的知识讲10min果，我们就称这个电阻是串联电路的等效电阻。等效电阻与串联电路中电阻的关系、分做串联电路的练习题并联电路的讲解用甲乙(1)不影响电路的效果是指在电源电压不变时，其输出的电流也不变。(2)等效电阻也叫总电阻。等效电阻的电阻值为R。R1、R2两端的电压分别为U1和U2,串联部分两端的电压为U。通过R1、R2的I1、I2。由欧姆定律可知，U=IR,U1=I1R1,U2=I2R2。从串联电路总电压与分段电压的关系：U=U1+U2,得因串联电路中的电流处处相等，即I=I1=I2,所以对于多个电阻(R1、R2、R3„„Rn)串联，同样可以得到R=R1+R2+R3+„+Rn。这表明，串联电路的等效电阻等于各串联导体的电阻之和。(1)把几个导体串联起来，相当于增加了导体的长度，其总电阻一定比任何一个导体的电阻大。(2)由R=R1+R2+„+Rn可推出，n个阻值均为RO的电阻串联，其总电阻为R=nR0。假设有一个电阻可以代替并联的电阻而又不影响电路的效果，我们就称这电阻是并联电路的等效电阻。等效电阻与说明(1)不影响电路的效果是指在电源电压不变时，其输出的电流也不变。(2)等效电阻也叫总电阻。推导：设各支路的电阻分别为R1和R2,并联电路的等效电阻为R。通过R1和R2的电流分别为I1和I2,并联电路的总电流为I(如图)。那么,由欧姆定律可时并联电路中电阻的关系、分又因为并联电路的总电流等于各支路的电流之和，即所以对于多个电阻(R1、R2、R3、,、Rn)并联，同理可以得到：这表明并联电路的等效电阻的倒数，等于各并联导体的说明(1)把n个导体并联起来，相当于增加了导体的横截面积，其总电阻比每一个导体电阻都要小。学生做并联电路的练习题用时,可推导出(3)由可推出，n个阻值均总结本次为RO的电阻并联，其总电阻为串、并联电路中的电阻关系怎样进行简单电路的计算?串、并联电路属于简单的电路，在解题中要注意以下几点：(1)先根据题意画电路图，并在电路图上标明已知量的“对应”关系。也就是说，运用欧姆定律应是“同一导体”,并且“同一时间”上的U、R和I。(3)如果题目给出的是两个物理过程，要注意分析两个过程之间的联系(如电路的总电压不变)。必要时可分别画作业课后习题教学反思龙爱忠1个课时(实训)中职内容重点了解电阻串并联的工作特点难点目标1、识别简单的串并联电路2、串并联电路的工作特点课的时间1、点名检查学生出勤情况。2、填写教学记录表，回顾电阻串并联理论知识提问法。复习电阻串并联理(5min)提高学生的学习兴趣，能独立的进行实验探究，更好的让学生融入到学习中去把几个电阻一次连接起来，组成中间无分支的电路，叫做电阻串联电路。如下图1所示为两个电阻组成的串联电路。引导法。引导学生串联理论知识，并且一起总结出电阻串联电路的特点：电流特点电压特点电阻特点：并联电路引导学生联系理论知识，总结出电阻并联的特拿出准备蓄电池蓄电池(1)电压特点：(2)电流特点：(3)电阻特点使学生掌握电阻串并联电路的作用特点(1)了解实验器材；(2)使学生画出串并联电路图；(3)在实训室通过实验方式验证串并联电路中的特点及各个物理量之间的关系；高学生的讲授法。讲授法。的实验步写出实验报告龙爱忠2个课时(实训)中职教学重点色环电阻的阻值识别及测量教学难点色环电阻的色标规定1.认识色环电阻2.掌握色环电阻阻值读取及测量万用表、各阻值电阻教学方法与1、点名检查学生出勤情况。2、填写教学记录表，回顾电阻串并联理论知识提出相关问题，为今天将要学到的内容种颜色环路的电阻，这种电阻上面没有任何的数字或符号来表示，该电阻的阻值。我们将如何来选择不同大小的电阻呢?如何认识它们的阻值呢?接下来我们将要学习这种电阻的识别。1、定义：用不同颜色的色环来表示标称阻值和允1、四环电阻(普通电阻)2、五环电阻(精密电阻)三、四环电阻识别：(普通电阻)通过直观的电阻图片初步认识绿5第一、二环是有效数字，直读、为学生讲授色环电阻识别的分发实验师指导学生测量练对应倍乘：10¹10210³10⁴………1001、表示允许误差的色环比别的色环稍宽，离别的色环稍远。2、四环电阻，最后一环误差环一般是金色或银四环电阻的识读分小组比赛练习。总结本次实际操作万用表测量注意事项：1、万用表测量前必须选择合适的挡位，保证指针2、欧姆档每次换挡后必须进行一次欧姆调零。3、测量过程中手不能并接在电阻元件的两4、读数值时必须以镜面指针为准，以保证测量精度黑棕红橙黄绿蓝紫灰白金银0123456789作业龙爱忠2个课时中职教学重点1、正弦交流电的概念2、正弦量的三要素教学难点描述正弦交流电的基本物理量1、掌握正弦交流电的概念2、掌握正弦交流电的基本物理量和三要素教学方法与讲授、实践等1、点名检查学生出勤情况。回顾之前学过的直流电路的概念和基本物理量，然后提出问题：交流电路又是怎么样的呢?用问题引出本节课要讲的内容。正弦交流电是指大小和方向都随时间按正弦规由于正弦交流电是随时间按正弦规律不断变化的，所以每一时刻的值都是不同的。把任意瞬间的数值称为正弦交流电的瞬时值。分别用字母e、u、瞬时值中的最大值，称为正弦交流电的最大值(或峰值、振幅),用字母Em、Um、1m表示。让交流电和直流电分别通过阻值完全相等的电阻，如果在相同时间内，这两种电流产生的热量相等，则说明这个交流电和这个直流电在发热效应上是相同的。就把这个直流电的数值叫做交流电的有效值。用字母E、U、I表示。正弦交流电的有效值和最大值的大小关系是：值。交流电重复变化一次所需时间，称为正弦交流交流电在1秒钟内重复变化的次数，称为正弦交流电的频率。用字母f表示。单位是Hz(赫兹周期与频率的关系是：6、角频率把正弦交流电在1秒内变化的电角度，称为正弦交流电的角频率。用字母①表示。单位是rad/s(弧度/秒)。周期、频率、角频率三者间的关系是：目前，我国发电厂发出的交流电和工、农业生产及日常生活所用的交流电频率为50Hz,一般称这个标准频率为工频。7、相位、初相位与相位差在正弦交流电流的表达式u=U„sin(@t+4)中，(@t+φ)叫做正弦交流电流的相位。相位反映了正弦量在某一时刻所处的状态，它不仅决定着该时刻的瞬时值的大小和方向，而且也决定着该时刻正弦量的变化趋势。4叫做初相位，它决定着正弦量的初始值。两个同频率的正弦量的相位之差称为初相之差，用912表示。在图2-3中，电动势u1比U2早到达正的最大值，可以说1在相位上超前于U₂,或者说U2在相位上落后于1;在图2-4中电流1和i2同时到达正的最大值，则称它们为相位相同或同相；在图2-5uu要完全确定一个正弦量，就必须知道这个正弦量变化的快慢、大小及初始状态，即必须知道它的角频率@(或周期、频率)、最大值Em(或Um、Im)和初相位9这三个量。通常称正弦量的最大值、角频率和初相位为正弦量的三要素。练习题龙爱忠中职教学重点纯电阻元件、纯电感元件、纯电容元件教学难点万用表1、掌握三种元件的概念和一些物理表达式2、掌握万用表的结构和用途教学方法与讲授、演示、讨论等1、点名检查学生出勤情况。提问引入新课：交流电路中如果只有单一元件的简单负载，我们上节课学到的知识是否还适用呢?在交流电路中，凡是电阻起主要作用的负载，如白炽灯、电烙铁、电炉、变阻器、电热水器、电饭锅等，称纯电阻元件。在电路中的表示符号如图2 纯电阻元件上的电压与电流的相位相同，见图纯电阻元件将电能转换成热能，消耗的功率称为有功功率，用P来表示，单位为W(瓦)。有功功率大小可表示为一只白炽灯的额定参数为220V/100W,其两端(1)交流电的频率；(2)白炽灯的工作电阻；(3)白炽灯的有功功率。解白炽灯的工作电阻当一个电感线圈(如变压器中的线圈、镇流器中的线圈)的电阻很小可忽略时，称这种线圈为纯电感元件。它在电路中的符号如图2-10所电感元件L的单位为H(亨利)、mH(毫亨)、μ当线圈中有交流电流通过时，线圈中就会产生自感电动势来阻碍电流通过。用感抗XL来表示电感姆),表达式是可见，对直流电来说，X=0,线圈可视为短路；对交流电来说，电感对交流电起阻碍作用，且电感量L越大，电流频率越高，线圈对电流的阻碍作用越大。因此，纯电感元件有通直流阻交流的作纯电感元件上的电流落后于电压90°,见图2L电感线圈中因R=0,故通过交流电流时，不消交换，即时而线圈从电源吸取电能转换为磁能储存在线圈内，时而线圈将储存的磁能全部转换为电能，还给电源。线圈与电源间能量转换用无功功率一个电感线圈，电感量L=0.7H,线圈电阻忽略不计。把它接在220V、50Hz的交流电源上，求流解线圈的感抗X₁=2πL=2×3.14×50×0.7≈电路的无功功率Q=UI=220×1=220议一议不变，线圈的感抗和流过线圈的电流如何变化?在电路中只有电容器作为负载的，称为纯电容示。电容器C的单位是F(法拉),也可以用μF(微法)、pF(皮法)表示。三者之间的关系是会使电路隔断；在交流电的电路中有容抗存在，用Ac来表示电容元件对电流的阻碍作用，容抗C的单位是Ω(欧姆),表达式是当电容器的容量越大，电流频率越高，电容器高(频)的特点。13。电容器上的电压、电流大小关系为电容器和电感线圈一样，是一个储能元件，而不是耗能元件，它只与电源间进行着能量的周期性互换，但不消耗电能，其有功功率P=0。电容器与电源间能量转换用无功功率Qc来反映，Qc的单位是var(乏),其表达式是一只容量C为40μF的电容器接在电容的容抗；电流的有效值；电路的无功功率。解(1)电容的容抗(2)电流的有效值(3)电路的无功功率想一想日常生活中使用的电器，你能把它们分类吗?哪些属于电阻元件?哪些属于电感元件?哪些属于电容元件?哪些又是组合元件?万用表有指针式和数字式两种，主要由表头关的换接，测量线路构成不同形式的电路，以满足不同测量种类和不同量程的选择。图2-14万用表是一种多用途、多量程的直读式仪表，常用来测直流电压、电流；交流电压、电流和电阻，也可测电容、电感、晶体管参数、音频电平等在万用表的表盘上，有很多条刻度线，通称为时，必须根据测量种类和量程，找好对应刻度线读取数据。图2-16为MF-30型万用表的标尺。图2-16(1)测量前应先检查万用表内电池电压是否足够。具体方法：先将转换开关置于电阻挡的“×1”是否指在零位，若通过调整“调零旋钮”,指针仍不能指在零位，说明电池电量不足需更换。具体方法：调整“调零旋钮”,使指针对准刻度盘的0位线即可。(3)万用表面板下方有两个插孔，分别标注“+”和“—”(或*)两种符号，测量时，应把红表笔插入“+”插孔，黑表笔插入“一”插孔。(4)选择合适的量程。建议使万用表指针偏转在(1/2～2/3)满刻度之间，因为此区间测量误差较小，结果比较准确。(5)测量直流电流时，必须注意极性，保证电流从红表笔进入，从黑表笔流出。测量电流时，必(6)禁止在被测元件带电状态下，调整转换开(7)测量时，手必须拿在表笔的绝缘部分，并养成单手操作的习惯，即将一只表笔固定在被测电路的公共接地端，单手拿另一只表笔进行测量。(8)测量结束后，应把挡位调整到交流电压最大挡(或空挡),以免表笔相碰，空耗表内电池。练习题龙爱忠3个课时中职课题内1、日光灯电路组成2、日光灯电路的组成及工作原理3、日光灯电路中的能量转换及功率课程目1、掌握日光灯的组成和工作原理，以及能量转换及功率2、通过本课程的学习能排除常见日光灯电路故障3、掌握两地控制灯的照明线路讲授、实践等时间1、点名检查学生出勤情况。n⑩启辉器灯管开关1、按图2-17连接电路。2、安装前要检查灯管、镇流器、启辉器等器件有无损坏，标称功率应保持一致。3、使用灯架的日光灯，先把灯座、启辉器、镇流器选好位置，固定在灯架上。4、正确连接日光灯的各器件，且美观、牢固。5、安装完毕后要认真检查，防止错接、漏接，并把裸露接头用绝缘带缠好。6、通电灯亮后，填写表2-2。电源电压VVV线路中电流An表2—27、由表2-2中数据计算(1)灯管两端电压÷线路中电流(2)镇流器两端电压÷线路中电流(3)电源电压÷线路中电流想一想1、电源电压为什么不等于镇流器两端电压加上灯管两端电压?2、表2-2计算数据的意义是什么?日光灯电路可看成是一个电阻R和电感L串联的电路，其等 灯管3 镇流器K时启辉器内发生辉光放电，使其中的双金属片受热翘起导致触点闭合，接通灯丝电路，电流即流经镇流器、灯管两端的灯丝和启辉器。灯丝很快加热而发射电子。在启辉器内触点闭合后，辉光放电停止，双金属片随即冷却恢复原状，造成灯丝电路突然断开。在电路断开瞬间，镇流器中产生很高的自感电动势。此电动势作用在灯管的两端，热电子在高电压作用下，加速撞击灯管内汞原子而产生紫外线，又激励管壁上的荧光物后，电路中的电流将在镇流器上产生较大的电压，灯管两端的电压锐减，从而使得和灯管并联的启辉器，因承受的电压过低而不再起辉。如果将日光灯上的启辉器或镇流器拿走，日光灯还能点亮吗?为什么?镇流器是一个电感线圈，线圈电阻很小可忽略，为纯电感元件。它不消耗电能，有功功率为0,只有线圈与电源间的能nn量交换，即消耗无功功率Q。电阻R、感抗X、总阻抗Z三者之间的关系是直角三角形的关系。电阻上的电压UR、电感上的电压U、RL串联电路的总电压U三者之间的关系也是直角三角形的关系。率S的单位是VA(伏安),其表达式是有功功率P、无功功率Q、视在功率S三者之间也是直角三角形关系，即日光灯电路中消耗的有功功率还可表示为无功功率还可表示为例2已知电感线圈的电阻R=6Ω,电感L=25.5mH,若把它接在电源U=220V,频率f=50Hz的正弦交流电源上，(3)无功功率；解(1)电路中的电流Xz=2nL=2×3.14×50×25.5×10⁻(2)有功功率(3)无功功率(4)视在功率n四、日光灯电路常见故障的现象、可能原因及排除方法日光灯电路常见故障的现象、可能原因及排除方法见表2—故障现象产生故障的可能原因灯管不发光1、停电或保险丝烧断导致无电源2、灯座触点接触不良或电路接触不良3、启辉器损坏或与基座触点接触不良4、镇流器绕组或管1、找出断电原因，检修好故障后恢复送电2、重新安装灯管或连接松散线头3、旋动启辉器看是否损坏，再检查线头是否脱落4、用欧姆表检测绕组和灯丝是否开路内灯丝断裂或脱落灯丝两端发亮启辉器接触不良，或内部小电容击穿，或基座线头脱落，或启辉器已损坏按上一个故障现象的排除方法3检查，若启辉器内部电容击穿，可剪去继续使用启辉困管两端不断闪烁，中1、启辉器不配套2、电源电压太低3、环境温度太低启辉器电流过小5、灯管老化1、换配套启辉器2、调整电压或降低线损，3、对灯管热敷(注意安5、更换灯管灯光闪烁或管内有螺旋形滚动光带1、启辉器或镇流器连接不良2、镇流器不配套3、新灯管暂时现象1、接好连接点2、换上配套镇流器3、使用一段时间，会自行消失4、更换灯管过热1、镇流器质量差2、启辉系统不良，使镇流器负担加重3、镇流器不配套1、温度超过65℃应更换镇流器2、排除启辉系统故障3、更换配套镇流器4、调低电压至额定工作电压异声1、铁心叠片松动2、铁心硅钢片质量差1、坚固铁心2、换硅钢片或整个镇流器3、换绕组或整个镇流器3、绕组内部短路4、调低电压至额定工作电压n灯管两端发黑1、灯管老化2、启辉不佳3、电压过高4、镇流器不配套1、更换灯管2、排除启辉系统故障3、调低电压至额定工作电压灯管光通量下降1、灯管老化2、电压过低3、灯管处于冷风直吹位置1、更换灯管2、调整电压，缩短电源线路3、采取遮风措施开灯后灯管马上被烧毁1、电压过高2、镇流器短路1、检查电压过高原因并排除2、更换镇流器断电后灯管仍发微光1、荧光粉余辉特性2、开关接到了零线上1、过一会将自行消失2、将开关改接至相线上制楼道口的这盏灯，这就是用二只双联开关控制一只白炽灯电路。图2-20双联开关灯控制电路原理如图2-21所示。联开关S中，连片1接相线(即火线),双联开关S′中连片1′接灯座；双联开关S中接线端2和双联开关S′中接线端2′相连接；双联开关S中接线端3和双联开关S′中接线端3′相连接；分别构成A和B两条通路。此时任意拨动双联开关S或S′,均可接通A、B中任一条线路而使灯泡发光，即1和2、1′和2′相接触，构成A路通；或1和3、1′和3'相接触，构成B路通。再任意拨动双联开关S或S′,A、B两条线路均断开，灯泡不亮，即1和2、1′和3′相接触或1和图2-22练习题反思龙爱忠1个课时中职教学重点1、功率因数的概念2、提高功率因数的意义3、提高功率因数的办法教学难点电路中的谐振1、掌握功率因数的概念2、掌握高功率因数的意义和方法3、掌握电路中的谐振教学方法与讲授、实践等1、点名检查学生出勤情况。提问引入：之前的课程我们学到了功率的相关概念和使用，那么对于功率因数，大家清楚吗?把有功功率P和视在功率S之比称为功率因数，用cosφ表示，即功率因数cosφ是用电设备的一个重要指标。若cosφ<1就意味着在感性负载的电路中，有功功率只占电源容量的一部分，还有一部分能量并没有消耗在负载上，而是与电源之间反复进行交换，这就是无功假设电源设备的容量S=40KVA,功率因数的白炽灯，功率因数cosφ=1,则能接1000盏。因此功率因数大，表示电路中用电器的有功功率大，电能在电源电压一定的情况下，对于相同功率的负载，功率因数越低，电流越大，供电线路上电压降和功率损耗也越大。例如220V/40W的白炽灯(cosφ=1)电流为0.18A;而220V/40W的日光灯，因其功率因数cosφ=0.4,所以电流为0.455A。显然，经过线路电阻带来的电压降和功率损耗也要大的多。以感，因此日光灯电路的功率因数较低。可以在端并联电容器，如图2-24所示，使电容器与电感线圈之间进行能量互换，从而使电阻消耗的有功功率提图2-24(1)避免用容量大的电动机来带动小功率的负(2)尽量不让电动机空转。例3某发电机的输出电压为220V,视在功率为220KVA,如向电压为220V、cosφ=0.8、有功功率为44KW的工厂供电，问(1)能同时供给几个工厂使用?(2)若把cosφ提高到1,又能同时供给几个工厂使用?(1)发电机的输出电流为每个工厂取用电源的电流为能同时供给的工厂数为(2)若把cosφ提高到1,每个工厂取用电源的电流为能同时供给的工厂数为时(即XL=Xc),电路呈电阻性，这种电路工作状态称为谐振。发生在串联电路中的谐振称为串联谐振，的阻抗Z=R,谐振频率为此时若外加电压不变，则电路中的电流最大。RLC并联电路如图2-26所示。并联谐振时，电路的阻抗谐振频率为此时若外加电压不变，则电路中的电流最小。在我们的生活中，哪些日用电器运用了谐振原理。练习题龙爱忠2个课时中职教学重点1、三相电源的连接方式2、三相负载的连接方式3、三相电功率教学难点1、掌握三相对称交流电源的概念2、掌握三相交流电路的连接方式教学方法与讲授、实践等1、点名检查学生出勤情况。问题导入：我们生活中所使用的交流电称为单相交流电，电源和负载是用两根导线连接起来的，只有一个电源供电。而实际中的发电、输电和配电电路广泛采用的是三相交流电路，作为工厂动力设备的电动机多数是三相交流电动机。那么什么是三相交流电路?负载和电源之间如何连接?负载消耗的功率又如何确定?tT3图2-33其数学表达式为：三相电动势按其达到最大值的先后顺序，称为相序。若达到最大值的先后顺序为U→V→W→U,则叫顺相序。若达到最大值的先后顺序为U→W→V→U,若将电源的三相绕组的末端(U₂、V₂、W₂)连接在一起，分别由三个首端(U₁、V₁、W₁)引出三条输电线L₁、L₂、L₃,称为星形连接，如图2-34所示。这三条输电线称为相线(或火线),用黄、绿、红表示。U₂、V₂、W₂的联结点称为中性点，从中性点引出的导线称为中性线(或零线),用N表示。因它经常接地，又称为地线。中性线用黄绿相间的颜色表示。这种由三根相线和一根中线组成的供电线路称为三相四线制；若不引出中线，则叫三相三线制。 相线 U中线N₂V2相线 相线L3图2—34每相绕组首末两端之间的电压，即每根相线与中线之间的电压，称为相电压，其有效值用字母Up表示。两根相线之间的电压称为线电压，其有效值用字母U表示。Up与UL之间的大小关系为：由此可知，若线电压为380V,则相电压为成一个三角形，从三角形的三个顶点引出三根此时想一想我国的供电方式是星形(Y形)连接还是三角形(△形)连接。一个三相用电器，如三相电动机、三相电炉和三组单相用电器(如照明用的三组单相白炽灯泡),统称为三相负载。相电源的三根相线相接，称为星形连接，如图2—36所示。对于三相电路中的每相来说，就是一个单相电路。图2-36在三相电路中，每相负载两端的电压叫做负载的相电压，其有效值用字母Up表示。流过每相负载的电流叫做相电流，其有效值用字母Ip表示。流过相线若三相负载为阻抗完全相同的负载(称三相对称负载)时，可以采用三相三线制供电；若三相负载不的三组照明灯具。为保证中线的存在，不允许在中线上安装开关或保险丝。图2—38三相对称负载作星形连接时，线电压与相电压、线电流与相电流之间的大小关系是：想一想供电?在三相四线制供电系统中，为保证中线的存在，不允许在中线上安装开关或保险丝，那么应安装在哪里?间，即形成三角形接法。线电流与相电流之间的大小关系是；用三角形连接方式。三相电路的功率等于各相电功率之和。对于三相对称负载来说，其有功功率P、无功功率Q、视在功率S分别为：练习题龙爱忠2个课时中职教学重点1、磁现象2、磁场和磁感线3、磁通与磁感强度教学难点电流的磁场了解什么是磁现象，能判断通电导线周围磁感线绕行的方向教学方法与讲授、实践等1、点名检查学生出勤情况。电与磁之间存在着内在联系而不可分割，几乎所有石叫做天然磁铁。物体能吸弓1铁、钻、镍等物质的性质，叫做磁性。。具有磁性的物体叫做磁体。能够长期保持磁性的磁体永磁体。永磁体有天然磁体和人的，有条形、、针形、蹄形等形状，如图3-1所示。图3-1人造磁体原来没有磁性的铁棒，靠近磁铁时，在磁铁的作用下能获得磁性，这种使原来没有磁性的物体得到磁性的过程叫做磁化。磁体周围空间存在着磁场，磁体问的相互作用是谓磁感线，就是在磁场中画出的一些曲线，曲线上每感线。磁铁周围的磁感线，从磁铁的N极出来，回到磁铁的S极。图3-3马蹄形磁感线见图3-4;说明，不仅磁体能产生磁场，电流也能产生磁场。电流越大，则其周围空间的磁场越强。判断通电导线周围磁感线绕行方向的方法，可用右手螺旋图3-4电流磁场使小磁针转动判断通电导线周围磁感线绕行方向的方法，可用1、直电流的磁场握住直导线，让大拇指指示电流方向，成握状的四个手指指示的是磁感线的绕行方向。如图3-5所示。2、环形电流的磁场让成握状的四个手指指示环形电流的方向，大拇指所指示的是环内磁感线的方向。如图3-6所示。電流方向4電流方向4磁場方向下SS图3-5直电流磁场图3-6环形电流磁场3、螺线管电流的磁场让成握状的四个手指指示螺线管电流的方向，大拇指所指示的是螺线管内磁感线的方。如图3-7所示。安培定则图3-7螺线管电流的磁场穿过某一面积的磁感线数目，叫做通过该面积的磁通量，简称磁通，用由表示，单位为Wbf韦伯，。当磁极插向线圈时，线圈中的磁通增大；当磁极拔离线圈时，线圈中的磁通减少。磁场中各点的磁感强度的大小，等于通过在该点即时，表示匀强磁场，其磁感线是互相平行的同向直线，且疏密均匀。练习题龙爱忠1个课时中职第四章常用电气设备基本知识教学重点磁场对电流的作用力教学难点电磁感应用教学方法与讲授、实践等1、点名检查学生出勤情况。1、为什么一些钞票或邮票上含有特殊的磁化油墨?2、发电机如何把机械能转变为电能?3、饭卡为什么能存储每个人的信息?1、安培力磁场过蹩塑乏至电导线的作用力通常叫做安培力，用F表示。在匀强磁场中当电流方向与磁场强度方向垂直时，安培力的表达式为式中B一磁场强度，TL一导线在磁场中的长度，m。当磁场方向与电流方向平行时，磁场对通电导线没有力的作用。安培力的方向可以用左手定则来判断，方法如图3-8所示。其中手心对着N极，,四指指向电流方向，则大拇指所指的方向就是安培力方向。图3-8左手定测穿过闭合回路中的磁通量发生变化时，闭合回路中就产生了电流，这种现象叫做电磁感应，而产生的电流叫做感应电流。图3-9中，当磁铁插入或拔出线圈时，由于线圈的磁通改变了，灵敏电流讨灵敏电流计指针就会发生偏转。感应电流方向，方法如图3-10中所示。其中，手心对着N极，四指指向感应电流方向，则大拇指所指的方向就是导体运动的方向。图3-10右手定则闭合回路中有了感应电流，表明回路中有电动势向与感应电流的方向是一致的。感应电动势的大小为式中，N为线圈的匝数。线圈由于本身的电流发生变化而产生感应电动势的现象对叫自感。自感电动势的方向是：当电流增大时，自感电动势与线圈中原来的电流反向；当电流减线圈中的电流发生变化，而使附近的另一个线圈产生感应电动势的现象互感。练习题龙爱忠2个课时中职教学重点1、变压器的基本结构2、变压器的分类教学难点掌握变压器的基本结构、工作原理、分类教学方法与讲授、实践等1、点名检查学生出勤情况。提问引入：变压器的基本结构和工作原理是什么样的呢?虽然变压器种类繁多，用途各异，电压等级和容量不同，但变压器的基本结构大致相同。最简单的变压器是由一个闭合的软磁铁心和两个套在铁心上又相互绝缘的绕组所构成，如图山mR山mR绕组铁心Ta芯式变压器b壳式变压器c变压器符号绕组又称线圈，是变压器的电路部分。与交流电的绕组叫做二次绕组，简称二次，如图3-11所示。为了分析问题与一次有关的各量，在其符号右下角标以“1”,而与二3-14变压器工作原理示意图次电压：电流、匝数及电动势分别用U₁、U₂,I₁、I₂,当变压器一次接人交流电源以后，在一次绕组中就有交流电流流过，于是在铁心中产生交变磁通，称为主磁通。它随着电源频率而变化，主磁通集中在铁心内；极少一部分在绕组外闭合，称为漏磁通，它一般很小，可忽略不计。所以L可以认为一、二次绕组同时受主磁通作用。根据电磁感应定律，一、二次绕组都将产生感应电动势。如果二次接有负载构成闭合回路，就有感应电流产生。变压负载。设一、二次的匝数分别为N₁和N₂,忽略漏磁通和一、二次直流电阻的影响。由于一、二次绕组同时受主磁通的作用，在两个绕组中产生的感应电动势e和e₂的频率与电源的频率相同。若主磁通随时间的变化率为△/△t,则由电磁感应定律可得一、二次绕组的感应电动势为：考虑相位关系，只考虑它们的大小，则可以得到一、二次电压有效值之间如下关系：N₁——一次绕组的匝数；N₂—一二次绕组的匝数；于它们的匝数出。当n>1时，N₁>N₂,则U₁>U₂,这种变压器是降压变压器；当n<1时，N₁<N₂,则U₁<U₂2,这种变压器是升压变压器。因此，只要选择一、求。1)单相变压器：用于单相负荷和三相变压器2)三相变压器：用于三相系统的升、降电压。1)干式变压器：依靠空气对流进行自然冷却或增加风机冷却，多用于高层建筑、高速收费站点用电及局部照明、电子线路等小容量变压器。2)油浸式变压器：依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。1)电力变压器：用于输配电系统的升、降电2)仪用变压器：如电压互感器、电流互感器、用3)试验变压器：能产生高压，对电气设备进行高4)特种变压器：如电炉变压器、整流变压器、调1)双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电2)三绕组变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接三个电压等级。3)自耦变电器：用于连接不同电压的电力系统。也可做为普通的升压或降后变压器用。2)非晶合金变压器：非晶合金铁芯变压器是用新型导磁材料，空载电流下降约80%,是节能效果较理想的配电变压器，特别适用于农村电网和发展中地区等负载率较低地方。3)壳式变压器：用于大电流的特殊变压器，如电炉变压器、电焊变压器；或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器练习题龙爱忠3个课时中职内容重点1、定子旋转磁场的产生2、旋转磁场对转子的作用3、电动机的启动、反转、制动4、三相笼式异步电动机的铭牌数据5、三相异步电动机使用要点难点三相笼式异步电动机的基本结构目标熟悉电动机的使用特点，了解运转原理、应用中基本的保护知识。课的新授课通过多媒体讲授、实践等及时间时间分配1、点名检查学生出勤情况。提问引入：大家生活中有没有见过电动机，对于电动机的结构和工作原理大家清楚吗?电动机(Motor)是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈(也就是定子绕组)产生旋转磁场并作用于转子(如鼠笼式闭合铝框)形成磁电动力旋转扭矩。电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机，电力系统中的电动定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速)。电动机主要由定子与转子组成，通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线(磁场方向)方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动。三相笼式异步电动机主要是由定子和转子两部分组成，如图3-15鼠笼式异步电动机主要结构nnn定子绕组是定子的电路部分，由三相对称绕组组成。三内，并与定子铁心绝缘。定子绕组的首端分别用U1,V1,W1表示，而绕组的末端分别用U2,V2,W2表示。心是由外圆有槽孔的硅钢片叠制而成，槽内放置铜条(或铸为子说明三相异步电动机的转子是怎样旋转起来的，先做二个演示实验。中间放置一个可以自由转动的导电的鼠笼转子，转子与磁极之间变磁铁的旋转方向，鼠笼转子的旋转方向也跟着改由上述实验可知，转子转动的首要条件是要有一个旋转磁实际的笼式异步电动机中，旋转磁场是由定子绕组中的三如果三相异步电动机的定子铁心中放有三相对称绕组U1一U2,V1一V2,W1一W2,并呈星形(Y)联结，接人三相对称组末端流入，首端流出。流人以符号“⊗”表示，流出以符号n三相绕组的合成磁场随着时间的推移而不断改变方向形当wt=0时，U相绕组电流i=0;V相绕组电流i,为负半按规定电流是从末端V2流入，从首端V1流出；W相绕组电流iw为正半周，电流是从绕组首端W1流人，从末端W2流出。根据右手螺旋定则可以判定，互相电流的合成磁场的N极在正上方，S极在正下方，如图3-20a所示。当wt=90°时，i为正半周；电流从绕组首端U1流人，由末端U2流出；V相和W相电流i,和i都是负半周，电流分别从绕组末端V2和W2流人，从首端V1和W1流出。三相电流时针方向转了90°。此刻，磁场的N极在右方，S极在左方。当wt=180°时，U相绕组电流i=0;V相绕组电流i,为正半电流iw为负半周，电流是从绕组末端W2流入，从首端W1流出。可以判定，量相电流的合成磁场的N极在正下方，S极在绕组的首端之间空间角相差120°。合成磁场有两个磁极，也磁场在空间旋转一周。当交流电流的频率为2Hz,磁场转速为2r/s;当交流电流频率为3Hz时，磁场转速为3r/s;以此类推，当交流电流的频率为fHz时，则磁场的转速为n₁=fr/s。通常旋转磁场的转速都折合成每分磁极旋转磁场的转速(r/min)是：如果每相绕组由两个线圈串联组成，则每相绕组的首端之两对磁极。可以看到，交流电流变化一周只转过180°。以此类推，当旋转磁场具有任意磁极对数时，交流电流变化一周，旋转磁场在空间只能转过1/p周，字母p表示旋转磁极对数之间的关系为：磁场转速。关系磁极对数p123456(定子中产生的旋转磁场将切割转子铜条，此时可以把磁场时针方向旋转，那么转子相对于磁场，可看成是作逆时针方向转动，如图3—22所示。在转子铜条中产生感应电动势和感应电流，可用右手定则确定其方向。在转子上半部的铜条中，感应电流的方向指向读者，在转子下半部铜条中感应电流的方向背离读者。n转子中载有感应电流的铜条与旋转磁场作用，产生电磁力。根据左手定则判定：转子上顶部铜条所受的力是指向右方，下底部力大小相等，方向相反，构成电磁转矩，于是转子就跟随旋转磁场转动的转动原理。转子转速n必定小于同步转速n。如果，n=n,则转子与旋转磁场之间没有相对运速运行。实际上，转子转速总是小于同步转速，即n<n₁。也就正常运行时，转子的转速n称为至相异步电动机的额定转速。比如有一种一对磁极的三相异步电动机，同步转速n为3000r/min,正常运行时的额定转速n为2906r/min。转子的转动方向与旋转磁场的旋转方向是一致的。如果组的三相交流电流的相序有关。如果把三相电源接到定子绕组首端的三根导线中的任意两相对调位置，旋转磁场则反电动机接通电源后，转子转速从零达到稳定转速的过叫做启动。启动时若加在电动机定子绕组上的电压是电动机工作时n在刚启动时，转子尚未转动，但旋转磁场已经产生。磁场以最大相对速度切割转子铜条，在铜条中产生很大的感应电流。与变压器的原理相似，定子绕组相当于变压器的一次，转子的铜条相当于变压器的二次。所以，在电动机启动瞬间，定子绕组中要出现很大的启动电流，一流的4～7倍。电动机在不频繁启动时，启动时间很短；(只有1～3s),虽然电流很大，但对电电动机启动电流过大；还会在短时间内造成在实际工作中要尽量避免电动机的频繁启动一般说来，笼式异步电动机额定功率小于7.5kW,或者额定功率大于7.5kW且小于供电电源容量的20%,都可以采用全压启动。来限制启动电流。降压启动是利用启动设备将电压适制动就是在电动机切断电源后，给它一个与转动方向相反的转矩，使它很快地减速或停车。如起重机的吊钩需要立即减速或停车以达到准确定位，万能铣床主轴迅速停转等，都需要制动的方法一般有机械制动和电力制动两大类。机械制动是利用机械装置，使电动机在切断电源后，达到S 闸瓦图3-24三相异步电动机正反转控制原理图3-25电磁抱闸制动原电磁抱闸的工作原理如下：当接通电源后，电磁抱闸的线圈得电而吸引衔铁，克服了弹簧的拉力，迫使杠杆向上移动，n理的电源被切断，一电磁抱闸的线圈也同时失电。于是衔铁被释制动而停车。电磁抱闸方法在起重机械中被广泛采用，这种制动方法不但可以准确定位，而且在电动机突然断电时，还可以避免的转矩，而迅速停转。采用反接制动必须注意，当制动到转子转速接近零时，应及时切断电源，否则电动机将反向运能耗制动是电动机脱离电源后，立即向它的定子绕组通人直流电流，就能使电动机制动，这种方法制动平稳，定位目前我国已经推广使用Y系列三相异步电动机。现在以Y系列电动机型号由4部分组成，第二部分汉语拼音字安装平台表面的高度);第三部分英文字母为机座长度代号(S中心高(mm)_—极数表示短机座、M表示中机座，L表示长机座)n铁心长度代号(1一短铁心，2一长铁心),横线后的数字为电机只适用于普通环境，W表示用于户外环境，输出的机械功率，又叫容量，通常用P或P₂表示，单位是瓦(W)或千瓦(kW)。指电动机额定运行时加在定子绕组上的线电压值，单位是伏(V)指电动机在额定运行时电动机的转速，单位是r/mi用，用S₁表示；“短时”是指电动机在限定时间内短期运行，用S₂表示，“续”是指电动机以间歇方式运行，用S₃表示。指定子绕组的连接方式，有星形接法和三角形接法两种。步电动机的接线盒有6根引出线，标有U1,V1,W1,U2,V2,W2,其中，U1,U2是第一相绕组的两端，V1,V2是第组的两端，W1,W2是第三相绕组的两端。指绝缘材料的耐热等级，通常为7个等级。图3-26三相异步电动机接线a)星形(Y)b)三角形(△)联结此