电工基础教案（全集）

电工基础

教

案

（全集）

2023年

绪论

教学目的：1、了解点能的应用和电气化在国民经济中的重要性；

2、了解我国电器工业及电子工业的发展概况；

3、清楚本课的性质、任务和学习中应当注意的问题；

教学重点：1、电气化在现代经济建设中的重要性；

2、电能与其他形式能量相比所具有的特点；

3、学习本课应主义的问题；

教学过程及内容：

一、本课内容是初中物理“电学”部分的延伸和提高

二、绪论（新谡引入）

（一）电能的应用和电气化在现代经济建设中的重要性

1、当今时代，电能的应用极其广泛（通过举大量例子证明在当今时

代，没有电能存在，社会讲停滞不前甚至返回落后时代）；

2、电气化程度是衡量一个国家发达程度的主要标志之一：

指以发电来满足能源需求的程度，以占一次能源需求的百分比来表示。

按照此标准（2000年），日本为45.3%；美国40.70%；法国50.6%；

德国41.4%；中国36%

3、电能之所以得到广泛应用，源于所具有的特点：

①易于转换；

②便于输送；

i）远距离；ii）低能耗iii）易分配；iv）设备简单；

③便于控制；

i）传输速度；ii）知道与智能控制；iii）减轻劳动负担；

（二）、我国电气与电子工业发展概况

1、建国前

2、建国后

从4个方面进行对比

①发电量（装机容量）②电机制造（发电设备）

③变电设备（特别提到特变电）④电子工业

3、目前我国与世界发达国家有很大差距

（三）、学习本课程应当注意的问题

1、本课程性质---研究点此的自然规律在工程技术上应用的科学，是一

门专业基础课；

2、学习本课程的任务

①可获得必要的电工基础知识和基本技能；

②了解一般机械工业常用低压电器的主要功能和用途；

③获得正确使用、维护电气设备以及安全用电的基本知识；

④看懂一般的简单电气控制线路图；

⑤了解一点电子技术常识；

3、学习中应主义的问题（学习方法）

①理解各物理量的意义，熟记它们的符号和单位；

②熟记个定律的内容，理解它们的含义。掌握各有关量的相互关系,

并注意适用范围：

③清楚公式中各符号的意义和单位。并注意它们的使用条件和应用

范围；

④在分析各电路时，应先清楚各元器件的作用及电路形式，然后再

根据已学只是来分析；

⑤要充分重视实验搁在实际工作中各元器件的正确使用；

四、课堂小结

1、电能在当代经济中的重要性；

2、我国电子与电气工业概况；

3、学习方法：

五、作业

第一章电路基础知识

§1-1电路及基本物理量

教学目的：1、了解电路的基本组成和电路的基本状态；

2、注意电路的基本物理量及物理意义；

3、掌握电路基本物理量的数值确定；

教学重点：1、电路的基本组成；

2、电路的基本物理量；

教学难点：电动势、电位（电势）的物理意义；

教学过程及内容：

（一）复习

1、力的三要素（由力引申到电的性质，也需要几个量来确定）

2、任何物体的移动都要经过某一路径，电也不例外。

（二）新课引入：电路的基本物理量

一、电路和电路图

电路--电流所流过的路径

1、电路的组成

-----电源，用电器（负载），控制装置，导线

说明各组成部分的作用，种类，符号等

2、电路图

--用国家（国标）统一规定的的符号来表示电路连接情况的的图叫做电

电流密度：

当电流在导体的截面上均匀分布时，该电流与导体横截面积的比值。

J=—单位：A/m

S

导线允许的电流密度随导体横截面积的不同而和同

3、电压

电压又称电位差，是衡量电场力作功本领大小的物理量。

UAB=WAB/Q

现将一电场中的电荷Q由A点移到B点，电场力做工为WAB

、B

单位：1伏（V）=1焦耳（J）/I库伦（C）

电路中电压的大小，可用电夺表（伏特表）进行测量，串联在电路中。

测量时应注意几点为：

对交、直流电流应分别使用交流电压表和直流电压表。

电压表必须并联到电路中。

直流电压表表壳接线柱上标明的“+”、“一”记号，应和被测两点的电

位相一致,即“+”端接高电位“一”接低电位,不能接错,否则指针要

反转，影响正常测量，容易损坏电流表。

合理选择电流表的量程。

电压与电流一样，不仅有大小，还有方向。规定电流流进端为电压的

正端，电流流出端为电压的负端。电压的方向由正指向负。

如图，电流有负载的a端流向b端，则a端为正，b端为负，用Uab

表示

I

E

b

参考正方向：任选一个方向作为参考正方向。

3、电动势

衡量电源转换本领大小的物理量。

在电源内部，非静电力（电源力）作功，不断将正电荷由负极送到正极所作

的功。

W

E=—

Q

电动势方向：在电源内部由负极指向正极（电动势只存在于电源内剖）

4、电位

物理学中的电位又称为电势。

在电路中任选一点为零参考点，则某点的电位就为该点到零参考点之间

的电压。

一般取大地为参考点，电子线路共公点（机壳）

Uab=Ua-Ub

计算电位：从该点出发，沿着任选的一条路径“走”到零电位点，该点

的电位就等于“走”这条路径所经过的全部电位降（电压）的代数和。

1）、若电路中没有己知的接地点，则可任选取一个零电位点。

2）、标出电源和负载的极性。

3）、求A点电位时，就选定一条从A点到零点的路径。

可选择不同路径到达零电位点。

例如图所示:负载两端的电压为Uab二Va-Vb，由于b点接地,Vb=O.所以Uab=Va

课堂小结：

一、电路及电路图

二、描述电路的几个物理量

1、电流

2、电压

3、电动势

4、电位

作业

P301、2

§1-2电阻

教学目的：1、掌握导体电阻的计算公式及电阻率；

2、了解导体电阻值跟温度关系；

3、熟悉用万用表测导体电阻；

教学重点：导体电阻的计算公式

教学过程及内容：

（一）复习：电路的几个基本物理量；

（二）新课引入：实际中任何物体运动都会遇到阻力，在空气中称为空气

阻力，在水中有水的阻力。同样，带电粒子在导体中运动也会遇到阻碍作用，

我们把这种阻碍作用称之为电阻。

电阻用R或者r表不，单位：欧姆（Q）

单位换算：常用单位还有千欧（KQ）、兆欧（MQ）

1MQ=IO3KQ=IO6Q

注意！电阻是任何•种导体都客观存在的，它不随导体两端的电压变化而变

化，即使导体两端没有电压（即没有接入电路），导体中的电阻仍然存在。

实验证明：当温度一定时，导体的电阻跟导体的长度成正比，跟到提

的粗细成（横截面积S）反比，并且与导体的材料性质有关。

WR=P-

式中，P为导体的材料性质的量，成为电阻率或者电阻系数。单位

是欧米（Q•m）0

根据图179不同材料，电阻率是不同的。

各种材料的电阻率都随温度的变化而变化。通常来说，金属的电阻

率随温度增加而增加，；电解液、半导体和绝缘体相反；而有些合金，几乎

不变化。

热敏电阻

使用万用表的注意事项；

小结

1、电阻的计算公式及电阻率

21万用表测量电阻

作业

§1-3欧姆定律

L教学目的和要求:掌握电路中欧姆定律的基本概念。

2.教学重点：欧姆定律在电路中的应用

4.教学内容：

一、部分电路欧姆定律

内容：在不包含电源的电路中，流过导体的电流与这段导体两端的电压成正

比，与导体的电阻成反比。

二、全电路欧姆定律

电源内部的电路成为内电路，电源内部电阻称为内阻；电源外部的电路

称为外电路，外电路的电阻称之为外阻。

在全电路中电流强度与电源的电动势成正比，整个电路内、外电阻之和

成反比。

E

1=------

R+r

几个重要的公式：

①在闭合电路中电源电动势等于U内与U外之和：E=U内+U外

②电源端电压与电源电动势的关系为：U=E-Ir

可见：当电源电动势E和内阻r一定时，电源端电压U讲随负载电流I的变

化而变化，我们讲这种关系称之为外特性，起关系曲线称之为电源的外特性

电路的三种状态

E

通路：开关SA接到位置“3”处，1=-------电源特性曲线.当电

/?+/*

源电动势与内阻一定时，端电压随输出电流的增大而下降。同窗

把通过大电流的负载称为大负载，反之.....

开路：开关接到位置“2”时，1=0,相当于R-8或者电路中某

处导线断开，此时电路中电流为零，内阻压降为零，U=E-Ir,即

电源的开路电压等于电动势

短路开关SA接到位置“1”时，相当于电源两级被导线直接相连,

此时I.E/r,由于电源内阻很小，所以I极大，禁止！损坏电源

SA-JL

---------•—2

-G)n*—

3

r小

R

GB

小结：电路的欧姆定律

作业：P303

§1-4电功与电功率

教学目的：1・了解电功

2•理解电功率的意义

3­负载的额定值

4­负载获得最大功率的条件

教学重点：1•电功率的含义

2­负载获得最大功率的条件

教学难点：负载获得最大功率的条件

教学过程及内容：

一、电功：电流所做的功称之为电功

W=UIt单位：焦耳（J）

1千瓦时=1度=3.6X10'」

二、电功率：衡量电做功快慢的物理量或者说电流在单位时间内所做的功

用字母P小时，单位为瓦特（W）

W

P=—=UI=I2R=U2/R

t

派惠,,通用情况名苑电阻电路，因与后两个式各畴敌姆定律施导，而欧姆兔

律是针对足电阻而言。

当负载电阻一定时，由P=UI可知，电功率与电流的平方或电压的平

方成正比

当流过负载的电流一定时，由P=FR可知电功率与电阻值成正比。

当加在负载两端的电压一定时，由P=U?/R可知，电功率与电阻值成反

比。

三、负载的额定值

将电气设备安全工作时所允许的最大值称为额定值（额定电流、电压、

功率）

满载：额定功率下的工作状态

轻载，超载

四、焦耳一楞次定律

电流通过导体使导体发热的现象，叫做电流的热效应。

Q=I2Rt

四-负载获得最大功率的条件

当负载电阻与电源内阻相等时，即区二匚

2

此时，最大功率为Pmax=E/4r

五、负载的额定值

1、最高容许温度

电气设备连续工作时，不使设备的绝缘老化（损坏）所能承受的最高容许

温度。

稳定温度：电气设备连续工作时，单位时间内设备所产生的热量与发出的

热量相等，温度不再升高的温度。

2、额定电流：电气设备长时间连续工作，稔定温度达到最高容许温度时

的电流。

3、额定电压：电气设备长时间连续工作时，承受的电压。

4、额定功率：电气设备安全工作时所允许的最大功率

课堂小结

第二章直流电路

§2・1〜3电阻的串联、并混联及应用

1.教学目的和要求:掌握电路中电阻的串联、并联。

2.教学重点:电阻的串联、并联应用

3.教学过程及内容：

1、电阻串联的特点：

（1）同一串联电路各元件通过相同电流。

I=II+I24-

⑵串联电路总电压等于各串联元件上电压和。

U=U|+U2+…''

⑶串联电路总电阻(等效)等于各串联电阻之和。

R=R|+R2

⑷各串联电阻上分配的电压与该电阻成正比。

⑸各电阻消耗的电功率与该电阻成正比。

举例

在实际工作中，电阻串联有如下应用：

用几个电阻串联以获得较大的电阻。

采用几个电阻串联构成分压器，使同一电源能供给几种不同数值的电压。

当负载的额定电压低于电源电压时，可串联电阻的方法将负载接入电源。

限制和调节电路中电流的大小。

扩大电压表的量程。

二、电阻的并联电路

1、并联电阻的特点：

⑴各并联支路两端承受同一电压Uo

(2)总电流等于各并联支路电流之和。I=I|+b+…

⑶并联电路等效电阻倒数等于各并联电阻倒数之和。

(4班联电路中各并联电阻上分配的电流与电导成正比。

⑸各并联电阻上消耗的功率与该电阻成反比。

举例

在实际工作中，电阻并联有如下应用：

凡是额定工作电压相同的负载都采用并联的工作方式每个负载都是独立的

回路。

采用几个电阻串联获得较小的电阻。

扩大电流表的量程。

四、电阻的混联

一般分析计算电路步骤如下：

⑴按照电阻串、并联关系逐步化简电路，求出整个电路等效电阻。

⑵按照欧姆定律总电流。

⑶按分流、分压关系求各支路电压和电流。

举例：

小结：电阻串联、并联与混联计算

§2-4直流电桥

教学目的：掌握直流电桥平衡条件

教学重点：平衡条件

教学过程及内容：

一、如图所示为一个直流电桥电路

我们将四个电阻称之为桥臂。其中，七位待测电阻。B、D间介入检流

计G。

调整其余三个己知电阻阻值。当G的读数位零时，称为电桥平衡。电

桥平衡时B、D两点间电位相等。

可得结果：RIR=R2RX

说明电桥平衡条件为：电桥对臂电阻乘积相等。可用来测量未知电阻阻

值。

二、不平衡电桥

电桥另一种用法：将Rx调整至电桥平衡时，此时检流计G为零。当Rx发

生变化时，电桥失去平衡，根据检流计G的指示值及与Rx的对应关系，可

间接测知Rx的变化情况。

这种方式在测量和控制技术中有着广泛的应用。

课堂小结：

§2-5基尔霍夫定律

教学目的：掌握基尔霍夫定律两条定律，并能解决简单问题

教学重难点：基尔霍夫两条定律

教学过程及内容：

一、准备知识

节点：三条后三条以上含有电路兀件的电路汇聚的点

支路：任意两个节点间有电路元件的电路

回路：任一闭合路径。

网孔：两个条件：1・回路。2•回路不可再分

二、基尔霍夫第一定律（节点电流）

在任一瞬间，流经某一节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和或者

说：流入或流出该节点的电流代数和恒等于零

2I进=2I出

21=0

物理意义：说明电路中电流的连续性，因为电流是电荷连续运动形成的，电

路中任一节点都不可能持续不断地聚积电荷。

京给哪种方式，波城名正，流出行负

h+，2=/3+，4+l5

三、基尔霍夫第二定律

在任一闭合回路中，各段电路电压降的代数和恒等于零

su=o

或者说在任意回路循环方向上，回路中电动势的代数和恒等于电阻上电压降

的代数和

>E=2IR

关孑基尔赛大第二灾律，两种方式的正负而言，电阻一致，的电流参考方面

S回路循妹方向一致取正，相及取负,，而对4包源来说，对于第一种方式，

等同孑电阻，而对于第二种方式而言，则看电源向梆电流方向导循环方向是

否一致，一致琳正，4日次取负。

物理意义：在恒稳电路中，参考点确定之后，每一点都具有确定不变的

值，也就是说单位正电荷沿任一闭合回路绕行一周又回到原点时，它所获得

的电位能（电位升）应该等于它失去的电位能（电位降）只有这样，绕行前

后，单位正电荷在出发具有的电位能才能保持一定值。

-E2

Ei+Ez=IiR\+，2用

四、支路电流法

1、以支路电流为未知量，直接应用基尔霍夫定律列方程的解题方法，称

为支路电流法。

对n个节点，b条支路，可一会儿出n—1个独立节点电流方程，和独立回路电压方

程（一个回路中至少包含一条其他回路都没有的支路）

2、利用支路电流法解题步骤：

⑴选定各支路电流参考方向，选取独立回路（最好行选网孔）并其绕行

方向；

⑵例出独立节点电流方程和独立回路电压方程；

⑶解方程组，求出各未知量；

（4）验证计算结果，可采用以下任意一种验证方法；

①将所解出的各量代入任意一个未曾使用过的回路电压方程中，若

满足此方程则结果正确。

②验证电路功率平衡，若满足则计算结果正确。

课堂小结：

§2-6叠加原理

教学目的：理解叠加原理，并能熟练使用

教学重难点：正确分解电路

教学过程及内容：

一、叠加原理：解含有儿个电源的复杂电路时，课将其分解位几个简单电路

来研究，然后将计算结果叠加，求得实际电压电流。

派惠•,7•方向问敦.•同向女和，异相相成；实标方向后较上值方向相同。

2•只是用于长桎电阻，本未接触刎电阻构名假做电阻

3­系惋用彳计算功率。

课堂总结：

§2-7电压源与电流源的等效变换

教学目的：1•理解电压源与电流源含义及理想情况

2・掌握电压源与电流源的等效变换

教学重点及难点：1•对理想电流源和电压源的理解

2-电压源与电流源的等效变换

教学过程及内容：

一、电压源

1•含义：具有较低内阻的电源输出的电压较为恒定

2•理想电压源：

实际电压源可以用一个恒定电动势E和内阻r的串联组合表示，其输出

电压等于U=E-Iro

我们将内阻为零的电压源称为理想电压源，又称恒压源。

朱E

U

实际电压源理想电压源

二、电流源

1•含义：具有较高内阻的电源输出的电流较为恒定

2•理想电流源

我们常用一个恒定电流h和内阻r并联组合来等效一个电流源。

电流源以输出电流的形式向负载供电，电源输出电流L在内阻上的分

流位L）,在负载上的分流位L.。

㊀N「

将内阻无限大的电源称为理想电流源，又称恒流源。

㊀卜ORL

三、电压源与电流源的等效变换

电压源变换为电流源：内阻不变，恒定电流等于电源电动势处以内阻，

电流源变换为电压源：内阻不变，电源电动势等于恒定电流乘以内阻。

谨意：变换嘀后参旁方向一致

2•博致指外梆塔致，南梆不等致

课堂小结：

§2-8戴维南定律

教学目的：1•掌握戴维南定律的使用

2•理解电路中功率的最大值以及取得最大值的条件

教学重难点：正确熟练使用戴维南定律

教学过程及内容：

一、戴维南定律

1•有源二端网络

任何具有两个引出端的电路（也成网络）都可称为二端网络。若在这部

分电路中含有电源，则称为有源二端网络，反之称无源二端网络。

戴维南定律指出：任何有源二端网络都可以用一个等效电压源来代替,

电压源的电动势等于二端网络的开路电压，其内阻等于有源二端网络内所

有电源不起作用时，网络两端的等效电阻。

注意：，・1源二珀网络由米得金1匪铁帆电阻

2・参考方向一致

二、电源向负载输出的功率

负载获得最大功率的条件

负载获得最大功率条件：R=r

PMAX—E2/4r

课堂小结：

第三章电容器

§3-1电容器与电容

教学目的：1•理解电容的有关概念

2•掌握平行板电容的计算方法

教学重点：平行板电容

教学过程及内容：

一、电容器

电容器简称电容。两个相互绝缘又靠的很近的导体就组成了一个电容

器。这两个导体称为电容器的两个极板。

使电容器带电的过程称为充电；充电后的电容器失去电荷的过程称为放

电。

二、电容

用电荷量与电压的比值来反映电容器储存电荷的能力，称之为电容器的

电容。用符合C来表示

电容单位是法拉，简称法，用F表示。常用单位是微法和皮法。

港意；依仪表示电容点数位上号于电"电爰的比值，系代表电

客打电量鼠正比，或者马士左戚女比。

三、平行板电容器

电容是电容器固有属性，只与电容器的极板正对面积、极板间距离以及

极板间电介质的特性有关，与外加电压的大小等无关。

C=eS/d

£称为介电常数。

课堂小结

§3-2电容器的选用与连接

教学目的：1•了解电容器的分类与选用方法

2•掌握电容器串、并联的特点

教学重难点：电容器串、并联的特点

教学过程及内容：

一、电容器分类

固定电容器与可变电容器

二、电容器的选用

1•电容器的标称值

2-电容器额定工作电压

三、电容器的连接

1•串联

总电容的倒数等于各电容的倒数之和（与电阻并联公式相似）

特别的，对于两个电容器串联，则符合“上乘卜加”的计算方法。

+O----------------------1-r-O-----------------------

\QQ.

Uszfzcc=0>U--

—+—+—

Clc2c3

2•并联

总电容等于各电容之和（与电阻的串联类议）

实际上，并联电容相当于增大了两极板的面积，所以总电容大于每个电

容器的电容。

课堂小结

第四章磁场与电磁感应

§4-1磁场

教学目的：1•磁场的基本概念

2•右手螺旋定则

教学重点：右手螺旋定则

教学过程及内容：

一、磁场基本知识

1・磁体及其性质

磁性：具有吸引铁、钻、锲等金属和一些合金的性质。具有磁性的物体叫做

磁体。

磁极:磁体两端磁性最强的区域叫做磁极。N、S

磁极间具有相互作用力，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。

2•磁场与磁感线

磁场：磁体周围有磁力作用的空间。

磁场的方向：磁体外部有N到S,内部相反

磁感线（磁力线）：用来描述磁场强弱和方向的曲线

灌意：7•磁场名一辞特球的物质，客现存在

2•磁感,长本身畀木存在，认为引入

M・磁感长，闭合封闭的曲俵

4,磁感旅长是无几次义的闭合曲经；

5•雅感左俵上但意一支初依方向，就是核磁场方向。

6♦磁感反筏越冬，球场越强,，碱感应长越既，球场理1稿。

二、电流的磁场：

电流周围存在磁场，这种现象叫电流的磁效应（电生磁）

用右手螺旋定则（安培定则）判断磁场方向

1•直导线

课堂小结：

§4.2磁场的主要物理量

教学目的：磁场的主要物理量

教学重点：1・磁感应强度

2•磁通量

教学过程及内容：

一、磁感应强度

秒索磁场中个点的磁场强弱和方向的物理量

B=-单位：特斯拉，简称特（T）

II

二、磁通

描述磁场在空间某一范围内分布情况的物理量

定义：磁感应强度B与它垂直方向的某一S的乘积

①二BS

单位韦伯（Wb）

由此得到磁感应强度第二个表达方式：磁通密度

二、物质的磁化

原来没有磁性的物质具有磁性的过程称做磁化

铁磁物质被磁化的两个原因：内因、外因

内因：是因为铁磁物质本身由许多被称为磁畴的磁性小区域组成，每一个磁

畴相当于一个小磁体，在无外磁场作用下，磁畴的排列杂乱无章，这些小磁

畴本身具有的磁性相互抵消，对外不呈磁性。

外因：只有在外磁场作用下，磁畴都趋向外磁场，形成符加磁场，从而使原

磁场显著增强。

三、磁导率N

导磁率N是表示媒介导磁性能的物理量。

单位为亨/米(H/m)

真空磁导率W=4nxi(fH/in

相对磁导率：

四、铁磁材料

|1<1的物质叫反磁物质。

M>1的物质叫顺磁物质。

M>1的物质叫铁磁物质。

根据铁磁物质的性质基本上分为：

1、软磁材料

磁滞回线狭长，剩磁Br与矫顽力HC皆小。这种材料很容易被磁化，也

很容易去磁。如铁、硅、铸钢等。

2、硬磁材料

磁滞回线较宽，剩磁Br与矫顽力HC很大。这种材料一经磁化就不容易

去磁，磁滞损耗大。常用做永久磁铁。如碳钢、铝钢、银格等。

3、矩形磁性材料

磁滞回线近似为一矩形。它的特点是受较小的外磁场作用即可达到了饱和

状态，而去掉外磁场后仍保持饱和状态。如猛镒镁铁氧体等。

小结：铁磁物质的磁化

课堂小结：

§4・3磁场对电流的作用(2课时)

教学目的：1•理解滋场对通电导体作用

2•掌握磁场对电流作用的判断方法——左手定则

3・了解磁场对通电线圈的作用

教学重点：左手定贝J

教学难点：理解磁场对通电线圈的作用

教学过程及内容：

（一）复习

1•直线电流产生磁场的判断方法

2•螺线管产生磁场的判断方法

3•磁场之间有相互作用

（二）新课引入

既然电流能够产生此磁场，而磁场之间又有相互作用，说明磁场对电流也存

在这某种作用关系

（三）新课内容

1•通电导线在磁场中受到的力称为电磁力，也称为安培力。

利用磁感应强度的表达式B=，，可得

安培力的大小为：F=BI1

安培力的方向用左手定则判断：平伸左手，四指与拇指在同一平面内垂

直，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，则拇指所指为导体受力方

向。

如果电流方向与磁场方向不垂直，而是存在一个夹角a,这是通电导线

的有效长度为1sina（即1在与磁场方向垂直上的投影）。此时，计算公式

变为F=BI1sina

当Q=0,F=0.当a=9(T,F最大。

2•通电平行直导线作用

同向相互吸引，异向相互排斥（使用左右手定则讲解）

Ir

Ir

FF’

F

3•磁场对通电线圈作用

线圈两边受大小相笔，方向为同一旋转方向的力，故可以转动。加入换向器,

可以一直按照一个方向转动。

特别的，当线圈平面与磁感线平行，转矩最大；垂直时转矩最小为0.

1、线圈平面与磁感应线平行

受电磁力的作用产生力偶矩，线圈以OO为轴旋转。

2、线圈与磁感应线垂直

受大小相等、方向相反的力的作用，线圈静止不动。

常用电工仪表根据这一原理制造。

课堂小结：1•理解祕场对通电导体作用

2•掌握左手定则

3•理解磁场对通电线圈的作用

作业：练习册P14三、四

§4-4电磁感应

教学目的：1•法拉第电磁感应定律

2・直导体切割磁感线

3•右手定则

4•楞次定律

教学重点：1-右手定则

2•楞次定律

教学难点：楞次定律

教学过程及内容：

—•、电磁感应现象

电流能产生磁场，磁场同样能产生电流

法拉第电磁感应定律指出：线圈中感应电动势的大小与线圈中磁通的变化率

成正比。

E=Z10/Zlt

如果线圈有N匝，刻：

E=N①//t

渡意：变化串三个名的含义

二、导体切割磁感线

此为线圈的特殊形式

E=Blvsina

该角度为导体运动方向与磁场方向夹角

三、感应电动势方向的判别

1•右手定则（扭意：系是右孑蟀族定则，）此方法适用于直导体切割磁感线

平伸右手，让磁感线垂直穿过手心，拇指指向导体运动方向，则四指所指为

感应电流方向。

2•楞次定律此方法适用于线圈

感应电流产生的磁场总要阻碍原磁通变化。

适意.，7•右手足则先用拇指，后看破相/左手是先用四器，后看幅解

2•一意—蒸是“阻止”

课堂小结：

§4-5自感

教学目的：1・自感系数

2-自感电动势

教学重点：自感系数

教学过程及内容：

一、自感：由于线圈本身电流发生变化而引起的电磁感应现象称为自感现象

自感系数：简称电感，用L表示，单位亨利

L=N(D/I

踵意”•孩色劭势总是阻碍钱图中展亳流的变化

2•对手有铁心的依圄而言，立威也上于皇心依图，且系名一个有京，

林之行雅依植史戴。也感名有毅的你之行钱代包感。

二、自感电动势：为法拉第电磁感应定律的特殊形式。

EL=L，I//t

线圈为储能兀件

2

WL=LI/2

课堂小结：

§4-6互感

教学目的：1•了解互感想想

2•掌握同名端

教学重点：同名端

教学过程及内容：

一、互感现象：由一个线圈中的电流发生变化而在另一个线圈中产生电磁感

应的现象

二、同名端

判断同名端：绕法一致。

重要性质：极性相同

注意：这里的极性指电动势的极性。

课堂小结：

第五章单项交流电

§5-1交流电的基本概念

教学目的：1•了解交流电的概念；

2-了解交流电的产生；

3•棠握交流电的物理量：

教学重点：交流电的物理量

教学难点：1・最大值与有效值；

2•相位与相位差

教学过程及内容：

一、交流电概念

将电压或者电流的大小和方向都不变的电流称之为稳恒直流电

将电压或者电流的大小和方向都随时间变化的电流称之为交流电，其中

讲变化规律按照正弦规律的称之为正弦交流电。

二、交流电的产生

交流电既可以由交流发电机提供，也可以由振荡器产生。

E=2Blvsinwt

其中，2Blv为感应电动势的最大值，设为Em，则E=Emsin3t

三、交流电所涉及物理量

1、周期、频率和角频率

（1）周期交流电每重复变化一次所需的时间称为周期。周期越大，说明电

流变化越慢。符号为T,单位（s）

⑵频率交流电在1s内变化的次数称之为频率

符号为f,单位是赫兹（Hz）。周期和频率互为倒数。

（3）角频率交流电每秒变化的角度称为角频率，用符号3表示。

w=2n/T=2Hf

2、最大值与有效值

（1）最大值正弦交流电在一个周期所能达到的最大瞬时值称为正弦交流电

的最大值

（2）有效值

1

有效值二x最大值-0.707x最大值

3、相位与相位差

（1）相位正弦量在任意时刻的电角度称为相位角，也称相位或相角，用

（31+小。）表示。其中小。为正弦量在t=0时的相位，称为初相位，也叫初相

角或初相。初粕用系八的角表示。

（2）相位差两个同频率交流电的相位之差

正核友流立的素上偃反映了变化这（8,角频率反睽变化快慢，初抬住女胰

起胎次急。将送三清秋％正移衮没电的三要素。

课堂小结：

§5-2正弦交流电的三种表示法

教学目的：1•了解什么是相量图

2•相量图的应用

教学重、难点：相量图的应用

教学过程及内容：

一、解析法

正弦量：正弦电动势、正弦电压、正弦电流

二、波形图

根据解析式的计算数据，在平面直角坐标系中做出曲线的方法

认识相量图

由于无论是波形图还是瞬时值表达式，都不能很好的进行正弦交流电的

加减运算，故引入正弦交流电的相量图表示法,

圆为e以0点为圆形旋转所得，并且与正弦曲线一一对应

①直角坐标系XOY,X轴与t重合

②过0点作Em=Em与X夹角60

③逆时针方向旋转，角速度3

④t秒后，Em与X轴的夹角

⑤它在Y轴上的投影正好等于正弦量在该时刻的瞬时值。

踵意；e必须递时针徒转

对相量图的使用要注意：

1・同一相量图中，频率相等；

2•同一相量图中，各单位相量按相同比例画出；

3•逆时针为正，反之为负；

4•加减按平行四边形法则做

例题：书上P61

课堂小结：

§5-3纯电阻、电感及电容交流电路（4课时）

教学目的：1•理解3个元件在电路中电压与电流关系

2•掌握3个元件的功率计算

教学重点：电感与电容的功率计算

教学过程及内容：

一、纯电阻电路

（1）电流与电压关系：

A、相位关系：电流与电压为同频率同相位

••

IU

B、数量关系：电流与电压的瞬时值、最大值、有效值符合欧姆定律

（2）功率：

为了准确描述电阻的任意时刻的功率，引入瞬时功率

由于电阻的瞬时功率（PR）为：

22

PR=ui=Umsin3t/R

得，瞬时功率任意时刻不小于零，说明电阻总是消耗功率。因此，电

阻是耗能元件。

平均功率：又称有功功率，是交流电在一个周期内所消耗的功率的平

均值。平均功率用有效值进行计算，计算方法与直流电相同。

二、纯电感交流电路

(1)电感对于交流电有阻碍作用

通过试验发现：电感线圈对直流电和交流电的阻碍作用不同。对于直

流电，其阻碍作用的只是线圈的电阻：而交流电中，除了线圈的电阻外，电

感对交流电也有阻碍作用。

将电感对交流电的阻碍作用称为感抗，用XL表示。

继续实验，可以得出两个结论：

1♦线圈自感系数越大，感抗越大

2•交流电频率越高，感抗越大

Xi=2rifL=wL

电感对次流电的阻碍作用，简单■括为：通直流，阻余流,通俄频，阻

得颇

(2)电流与电玉关系

由电阻很小的电感线圈组成的交流电路，可以近似的认为是纯电感电路

I=U/XL

这是纯电感电路欧姆定律表达形式。

设i为参考正弦量

由于：u=L/i//t

IUL

踵意：威就是电左马史潦泰夫值或考1效值比值，不足瞬时值比值，因

%利依不同。

(3)功率

将上图每点的u和i相乘，得到如卜图：

p

3t

o2n

瞬时功率有时为正，表明电感从电源吸收能量转换为磁场储存起来；有

时为负，说明电感又将磁场能转换为电能还给电源。

瞬时功率在一个周期内吸收的能量与释放相等，表明电感为储能元件。

用瞬时功率的最大值来反映电感与电源之间能量转换的规模，叫做无功

功率，用QL表示，单位是乏(Var)。其计算公式为

22

QL=ULI=IXL=UL/XL

(三)纯电容交流电路

(1)电容对交流电的阻碍作用

通过实验发现：只留不能“通过”电容，交流电可以，但是对交流电有

阻碍作用。将电容对交流电的阻碍作用称之为容抗，用Xc表示，单位欧姆。

继续试验，发现

1•电容越大，则容抗越小；

2•交流电频率越大，容抗越小。

容抗计算公式为：

xkI/G)C=i/2n「c

电客的客扰对质流电的阻碍作用可“工荀单槐括名,•遹叁流，阻克髓/ii

篇频，阻彳氐频。

(2)电压与电流的关系

在纯电容电路中，电流与电压成正比，与容抗成反比。即

I=U/XL

这就是纯电容电路欧姆定律表达形式。

设电压uc为参考正弦量，则

i=Czduc//1

得下图

纯电容交流电中电压滞后电流90°

□

(3)功率

将上图每点的u和i相乘，得到如下图:

与纯电感电路分析方法相同，可知电容也为储能元件。瞬时功率有时为

正，表明电容从电源吸收能量转换为磁场储存起来；有时为负，说明电容又

将磁场能转换为电能还给电源。

无功功率计算方法与纯电感电路类似。

功率与功率因数

功率：在R-L串联电路中，既有有功功率，又有无功功率。

功率因数：cos4)

cos4>-----功率因数

当功率P和电压U一定时，功率cos。越高，电路中电流I就越小，电

流越小，意味着输电线的截面积可以减小，从而节约了电能和导线材料的用

量。

cose而不能由电源本身决定，而是由负载性质和用电情况来决定，

提高功率因数有很大的经济意义：

在额定电压下，输出额定电流并不能说明电源的供电能力是否得到充分

利用，这时电路的功率cos小越高，电路获得的有功功率P越大，电源供电

能力的利用越充分，反之cosd)越低，P越小电源供电能力利用越差.

功率因数的提高

方法：

在电感性负载的两端并联适当的电容器。

优点：这种方法不会改变负载原来的工作状态，负载的电流有功功率和

原来的i样，但无功功率从电容中支路得到补哨，从而提高因数。

课堂小结

第六章三项交流电