第一篇：5電工基礎第五章教案

黔江職教中心電工基礎教案

第五章正弦交流電

§5－

1、正弦交流電的基本概念

課時一

教學目的

1、了解正弦交流電的產生原理、初步理解正弦交流電表達式形式；

2、熟悉正弦交流電的三要素含義及確定方法

教學重、難點

教學重點：

1、交流電的產生、三要素含義及確定方法

2、兩正弦交流電的相位差物理意義及判定方法電壓表擴大量程的方法和計算。

教學難點：兩正弦交流電的相位差物理意義及判定方法。教學方法：講授法

教學時數：三課時授完。

教

具：黑板、多媒體課件等。教學過程：

I、復習提問：[1]直流電的定義及表示 [2]電磁感應現象

通過回顧電能的應用引入交流電及本節課題-----正弦交流電的產生 II、講授新課：

一、交流電的產生：

1.動手實驗：按圖5-3連接電路，使線圈abcd在勻強磁場中勻速轉動，觀察檢流計的變化情況。

2.提問觀察到的現象。

3.分析實驗現象得出整個線圈的感應電動勢為： eab=Blvsin(?t ? ?0), ecd=Blvsin(?t ? ?0), e = eab=+ecd = 2 Blvsin(?t ? ?0)= Em sin(?t ? ?0)4.結論：發電機產生的電動勢按正弦規律變化，可以向外電路輸送正弦交流電。

5注意：實際電動機的構造比較復雜，線圈的匝數很多，而且嵌在硅鋼片制成的鐵心上，叫做電樞；磁極一般也不止一對，是由電磁鐵構成的。一般多采用旋轉磁極式，即電樞不動，磁極轉動。

二、正弦交流電的周期、頻率和角頻率：

如果電流或電壓的大小及方向都隨時間做周期性變化，則稱之為交流電。分析說明：[1]電流大小及方向均有規律地改變；[2]為周期性變化的電流 周期性信號：指每隔相同的時間重復出現的電壓及電流。[1]周期 周期：完成一個周期性變化所需用的時間，或重復出現的時間叫做周期，用 T表示，單位S。[2] 頻率

頻率：一秒鐘重復出現的次數，符號F，單位HZ。表示: 符號f表示,單位赫茲、千赫茲、兆赫茲

例如，我們家庭用的交流的頻率是50HZ，習慣上稱為工頻，即每秒釧做50 個周期性變化，那么完成一個周期性變化所用的時間是1/50秒，即周期是1/50秒。

周期與頻率的關系：T?1 f[3]角頻率：

分析公式eab=Blvsin(?t ? ?0)

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定義：一秒鐘變化的角度，單位rad/s

?即由交流電表達式中角頻率可求出周期。舉例照明電路中正弦交流電周期T=0.02S 周期與角頻率間關系： T?同樣角頻率與頻率之間的關系為：? ?2?2? = 2πf T例題1：已知：正弦交流電流i1=102sin(100πt)A , i2=20sin(100πt + 2π/3)A，分別求出它們的（1）振幅；（2）周期；(3)頻率；（4）畫出它們的波形圖。解：先分析正弦交流電流公式的各部分涵義。（1）從i1=102sin(100πt)A可知

I1m = 102A

?1 = 100πrad/s(2)由? ?2?T可得 T1?2?? ?2?100?s = 0.02s, T2=T1=0.02s 1(3)由f?1T可得 f11?T?1150s f112?T?50s 2(4)波形圖由同學們自己畫出，并與圖5-5對比。Ⅲ、復習小結：

1．回顧正弦交流電是怎樣產生的。

2.說說什么是正弦交流電的周期、頻率和角頻率，它們之間的關系又是怎樣的。Ⅵ、課余作業：課本P206選擇題第1、2題.V、教學后記：

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§5－

1、正弦交流電的基本概念

課時二

教學目的

1、加深理解正弦交流電的三要素；

2、認識正弦交流電的相位和相位差。

教學重、難點

教學重點：

1、理解正弦交流電的相位和相位差；

2、兩正弦交流電的相位差物理意義及判定方法。

教學難點：兩正弦交流電的相位差物理意義及判定方法。教學方法：講授法

教學時數：一課時授完。

教

具：黑板、多媒體課件等。教學過程：

I、復習提問：[1] 正弦交流電是怎樣產生的？ [2] 正弦交流電的周期、頻率和角頻率的含義是什么？

通過回顧表達式eab=Emsin(?t ? ?0)，分析正弦交流電的電動勢（電流）的瞬時變化規律：由振幅Em和sin（?t ? ?0）共同決定。（?t ? ?0）表示的是什么呢？ 導入新課：本節課，讓我們共同學習相位及相位差的有關知識。II、講授新課：

一、相位和相位差

1．相位的意義：t時刻線圈平面與中性面之間的夾角為(?t ? ?0)。

2．相位定義：任意一個正弦量y = Asin(?t ? ?0)的中的(?t ? ?0)稱為相位。3．初相位：相位中的?0，稱為初相位，可反映正弦交流電的初始(t=0)的值。4.相位差：兩個同頻率正弦量的相位之差(與時間t無關)。可證明：兩個同頻率正弦量的相位之差等于初相位之差。

設第一個正弦量的初相為 ?01，第二個正弦量的初相為 ?02，則這兩個正弦量的相位差為 ?12 = ?01 ? ?02

并規定 ?12?180? 或 ?12??

兩個正弦量的相位關系的討論：

(1)當 ?12 > 0時，稱第一個正弦量比第二個正弦量的相位越前(或超前)?12；(2)當 ?12 < 0時，稱第一個正弦量比第二個正弦量的相位滯后(或落后)| ?12|；(3)當 ?12 = 0時，稱第一個正弦量與第二個正弦量同相，投影圖7-1(a)所示；

(4)當 ?12 = ? ? 或 ?180?時，稱第一個正弦量與第二個正弦量反相，投影圖7-1(b)所示；

?(5)當 ?12??或 ?90?時，稱第一個正弦量與第二個正弦量正交。

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二、應用舉例：

[1]已知u = 311sin(314t ? 30?)V，I = 5sin(314t ? 60?)A，則u與i的相位差是多少？ 解：相位差

?ui =(?30?)?(? 60?)= ? 90?

即u比i滯后90?，或i比u超前90?。

[2]正弦交流電流 i = 2sin(100?t ? 30?)A，如果交流電流i通過R = 10 ? 的電阻時，電流的最大值、有效值、角頻率、頻率、周期及初相并求電功率P 解： 最大值Im = 2 A 有效值I = 2 ? 0.707 = 1.414 A，? = 100? rad/s f =?/ 2? = 50hz T =1/f=0.02s ?0=30?

在一秒時間內電阻消耗的電能(又叫做平均功率)為P = I

2R = 20 W，（3）教材例題2解析。Ⅲ、復習鞏固：

什么是相位？什么是相位差？正弦交流電與我們熟悉的直流電有什么不同呢？ Ⅳ、課堂小結：

1．正弦交流電相位的意義：發電機t時刻線圈平面與中性面之間的夾角為(?t ? ?0)。2．相位定義：任意一個正弦量y = Asin(?t ? ?0)的中的(?t ? ?0)稱為相位。3．初相位：相位中的?0，稱為初相位，可反映正弦交流電的初始(t=0)的值。4.相位差：兩個同頻率正弦量的相位之差(與時間t無關)。Ⅴ、課余作業：P204填空第1、2題。

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§5－

1、正弦交流電的基本概念

課時三

教學目的

1、加深理解正弦交流電的相位和相位差；

2、理解正弦交流電的有效值。

教學重、難點

教學重點：

1、理解正弦交流電的有效值；

2、掌握正弦交流電的有效值與最大值的相互關系。

教學難點：理解正弦交流電的有效值。教學方法：講授法

教學時數：一課時授完。

教

具：黑板、多媒體課件等。教學過程：

I、復習提問：[1] 正弦交流電的瞬時值與哪些因素有關？ [2] 正弦交流電的相位及相位差的含義是什么？

交流電與直流電有著明顯的不同，但是它們又具有相同的做功效果。比如，交流電與直流電都可以將一壺水燒開。我們把交流電與直流電等效的數值稱為交流電的什么呢？這一工我們就來共同學習“交流電的有效值”。II、講授新課：

一、交流電的有效值

1．有效值由來：在電工技術中，有時并不需要知道交流電的瞬時值，而規定一個能夠表征其大小的特定值——有效值，其依據是交流電流和直流電流通過電阻時，電阻都要消耗電能(熱效應)。

設正弦交流電流i(t)在一個周期T時間內，使一電阻R消耗的電能為QR，另有一相應的直流電流I在時間T內也使該電阻R消耗相同的電能，即QR = I2RT。

就平均對電阻作功的能力來說，這兩個電流(i與I)是等效的，則該直流電流I的數值可以表示交流電流i(t)的大小，于是把這一特定的數值I稱為交流電流的有效值。

2.有效值定義：

相同時間內讓一直流電和交流電通過同一段電阻，若產生的熱量相同，則把該直流電大小稱為該交流電的有效值。

3.有效值與最大值間關系：

理論與實驗均可證明，正弦交流電流i的有效值I等于其振幅(最大值)Im的0.707倍，即

II?m?0.707Im

2U?Um2Em2?0.707Um

E??0.707Em

4.通常所說的交流電的電流、電壓、電動勢的值，不作特殊說明都是指有效值，如市電電壓是220V，是指其有效值為220V；交流電流表、電壓表上的刻度指示數值都是指有效值。

5.在選擇電器的耐壓值，必須考慮電壓的最大值。例如，耐壓為220V的電容器就不能接到有效值為220V的交流電路上，因為電壓的有效值為220v時，電壓的最大值

Um=2U=1.414×220V = 311V

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會使電容器因擊穿而損壞。

二、例題分析：一個正弦交流電流在t=0時刻，它的瞬時值i（0）=1A，其初相?0=6?，試求它的有效值。

解：設正弦交流電的瞬時值的表達式為：

i(t)= Imsin(?t ? ?i0)將t=0、i(0)=

1、??0=6代入上式，得到

i(0)= I??msin(?×0 ? 6)= Imsin(6)= 1A 則

Im = 2A 再根據有效值與最大值的關系，求出有效值為

I?Im2?0.707Im≈1.414A Ⅲ、課堂小結：

1． 交流電的有效值； 2． 交流電的最大值；

3． 交流電的有效值與最大值的關系。

Ⅵ、課余作業：課本P204填空3、4題。V、教學后記：

第五章

正弦交流電

§5－

2、旋轉矢量

課時一

教學目的

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1、熟悉正弦交流的瞬時值表達式及波形圖的表示方法；

2、理解正弦交流的旋轉矢量的表示方法； 教學重、難點

教學重點：正弦交流的瞬時值表達式及波形圖的表示方法 教學難點：波形圖的表示方法，旋轉矢量的表示方法 教學方法：講授法

教學時數：兩課時授完。

教

具：黑板、多媒體課件等。教學過程：

I、復習提問：[1]正弦交流電的三要素及判定方法；

[2]相位差的定義及相關物理意義。

由正弦交流電的表示最常見解析式及波形圖方法引入課題--正弦交流電的表示方法 II、講授新課：

一、正弦交流電的解析式表示法

定義：用三角函數式表示正弦交流電隨時間變化規律的方法。例：正弦交流電動勢、電流及電壓解析式：

e = Emsin(?t ? ?e)u = Umsin(?t ? ?u)i = Imsin(?t ? ?i)

引導學生理解解析式中各符號的物理含義。

二、波形圖表示方法

說明正弦交流電可在實驗室用波形圖觀察到，將其在建立的直角坐標系中直觀畫出隨時間變化的曲線，這種用正弦波形圖表示正弦交流電的方法，稱為波形圖方法。

畫法：以熟悉的初相為0的正弦函數a(t)= Amsin?t 的波形為參照,根據所需表示的正弦交流電的初相判定超前或滯后關系，將波形起始點前移或后移相應角度，結合最大（有效）值調整幅值，并按波形的自然趨勢補充完整。

結合上例u = 311sin(314t ? 45?)V，i = 4sin(314t ? 90?)分別畫出相應波形圖。[略] 兩種表示方法比較：均為直觀表示法，簡單明了反映正弦交流電的三要素，及任一時刻的瞬時值。

缺點：難以實現加減及乘除的運算。

三、矢量圖表示方法：

[1]旋轉矢量表示方法：結合圖4-11投影或教材配套多媒體光盤“旋轉矢量”演示。

說明：[1]矢量長度正比于最大值；[2]矢量初始夾角為正弦量的初相；[3]矢量以角速度?沿逆時針方向勻速轉動；[4]旋轉矢量在縱軸上的投影即為相應時刻的瞬時值。

小結：旋轉矢量能體現正弦交流電的三要素，又能反映正弦量的瞬時值，是一種間接完整表示正弦交流電的方法。[2]正弦量的矢量圖表示方法：

定義：用初始位置的矢量來表示正弦量：矢量的長度與正弦量的最大值或有效值成正比；矢量與橫軸正方向的夾角等于初相。這種表示方法稱正弦量的相量圖表示方法。例如，用矢量圖表示e = Emsin(?t ? ?e)

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矢量長度=E m 矢量與橫軸夾角=初相位?0.矢量以角速度?1按逆時針方向旋

說明1.表示正弦量的的矢量稱為相量；

2.表示是大寫電壓、電流字母上加黑點； 3.分最大值相量、有效值相量；

4.把同頻率的幾個正弦量，在同一坐標系中用相量表示的圖。Ⅲ、課堂小結：

1．正弦交流電的解析式表示法； 2．交流電的最大值；

3．交流電的有效值與最大值的關系。

Ⅵ、課余作業：課本P204填空5題。V、教學后記：

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第五章

正弦交流電

§5－

2、旋轉矢量

課時二

教學目的

1、鞏固正弦交流的瞬時值表達式及波形圖的表示方法；

2、鞏固正弦交流的旋轉矢量的表示方法；

3、掌握正弦交流的有效值相量圖及運算方法。教學重、難點

教學重點：正弦交流的有效值相量圖及運算方法 教學難點：正弦交流的有效值相量圖及運算方法 教學方法：講授法

教

具：黑板、多媒體課件等。教學過程：

I、復習提問：[1]怎樣畫出交流電的波形圖？

[2]如何畫出交流電的旋轉矢量圖？

我們該怎樣利用正弦交流電的旋轉矢量圖對同頻率的正弦量進行加減運算呢？ II、講授新課 相量的運算：

相量圖表示的意義：采用相量圖表示正弦量，繁瑣的三角函數加、減運算可轉化為簡便、直觀的矢量的幾何運算

說明：[1]該方法局限于同頻率正弦量的求和、差運算，不能用于不同頻率的運算。

[2]矢量的和、差運算遵循矢量的平行四邊形法則。[3]運算過程中同頻率，即頻率不變原則。應用舉例：

OO兩正弦電壓u1(t)= 311sin(100πt ? 60)V，u2(t)= 141sin(100πt60)A,試用相量法求兩電流之和i1+i2及差i1-i2。仿照練習：

一正弦電壓u = 311sin(314t ? 30?)V，電流i = 4.24sin(314t ? 45?)A用有效值相量表示。

??U/?u 解：(1)正弦電壓u的有效值為U = 0.7071 ? 311 = 220 V，初相 ?u = 30?，所以它的相量為U= 220/30? V(2)正弦電流i的有效值為I = 0.7071 ? 4.24 = 3 A，初相?i = ?45?，所以它的相量為I=I/?i = 3/?45? A 例題分析：

[2]把下列正弦相量用三角函數的瞬時值表達式表示，設角頻率均為?：

??5/60? A ??120/?37? V ；(2)I(1)U解: u =1202sin(? t ? 37?)V，i = 52sin(? t + 60?)A

[3]已知 i1 =32sin(? t ? 30?)A，i2 = 42sin(? t ? 60?)A。

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試求：i1 ? i2 解: 首先用復數相量表示正弦量i1、i2。解題過程 ：[略] [2]練習畫出上題中兩電流的波形圖。Ⅲ、課堂小結：

正弦交流電常見直觀表示方法有波形圖和解析式的方法，這兩種由于直觀明了，常見于電路定性分析中；而矢量圖及相量表示法由于作圖計算的方便性，常用于輔助計算，但精確度不高。幾種方法的綜合使用，為我們分析交流電路提供了良好的工具。Ⅵ、課余作業： P206判斷第1,2,3題。V、教學后記：

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第五章

正弦交流電

§5－

3、純電阻電路

教學目的

1.掌握純電阻元件的正弦交流電路的組成；

2.掌握純電阻元件的正弦交流電路的電壓電流關系； 3.掌握純電阻元件的正弦交流電路的功率。

教學重、難點

教學重點： 1.純電阻元件的正弦交流電路的電壓電流關系；

2.純電阻元件的正弦交流電路的功率。

教學難點：純電阻元件的正弦交流電路的電壓電流關系； 教學方法：講授法

教學時數：一課時授完。

教

具：黑板、多媒體課件等。教學過程：

I、導入新課：請列舉我們家中電阻性質的負載，你知道這種性質的電器工作時電路中的電流與電壓之間的關系吧？這節課讓我們一起探究純電阻電路的有關知識。II、講授新課：

什么是純電阻電路？只含有電阻元件的交流電路叫做純電阻電路，如含有白熾燈、電爐、電烙鐵等電路。

一、電壓、電流的間數量關系

1．動手：實際探究電壓、電流的間數量關系。

2．實驗現象：從電流表、電壓表的讀數看出，電壓有效值與電流有效值之間成正比，比值等于電阻的阻值。

3．得出結論：純電阻電路中 ,電流最大值與電壓最大值之間的關系服從歐姆定律。設加在電阻R上的正弦交流電壓瞬時值為u = Umsin(? t)，則通過該電阻的電流瞬時值為

i?uUm?sin(?t)?Imsin(?t)RR其中

Im?Um R由于純電阻電路中正弦交流電壓和電流的振幅值之間滿足歐姆定律，因此把等式兩邊同時除以2，即得到有效值關系，即

U 或 U?RI R這說明，正弦交流電壓和電流的有效值之間也滿足歐姆定律。I?

二、電壓、電流間相位關系

1．動手：實際探究電壓、電流間相位關系。

2．實驗現象：電流表和電壓表的指針同時到達左邊最大值，同時回到零值，又同時到達右邊最大值，即電流表與電壓表同步擺動。

3．得出結論：電阻與電壓、電流的瞬時值之間的關系服從歐姆定律。設加在電阻R上的正弦交流電壓瞬時值為u = Umsin(? t)則流過電阻的電流則為

i=imsin(? t)

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電阻的兩端電壓u與通過它的電流i同相。公式表示純電阻電路中電流電壓關系：

i?

三、純電阻電路的功率 1.瞬時功率

P=ui

若 i=Im sin(? t)則R兩端的電壓為

uR=Um sin(? t)

代入則有

uR R

P=ui= Um sin(? t)Im sin(? t)= UmIm sin(? t)=UI-UIcos2(? t)作圖分析，得出結論：瞬時功率的大小作周期性變化，變化的頻率是電流或電壓的兩倍，電流、電壓同相，功率P≥0，其中最大值是2UI，最小值是零。2．平均功率

瞬時功率在一個周期內的平均功率稱為平均功率，用大寫字母P表示，則有

P=UI=RI=U R式中U——R兩端電壓有效值，符號為V;I——R流過電阻的電流有效值，單位是安，符號為A；

R——用電器的電阻值，單位是歐，符號為?； P——電阻R消耗的電功率，單位是瓦，符號為W。

電阻是耗能元件，電阻消耗電能說明電流做了功，從做功的角度講又把平均功率叫做有功功率。

結論：

（1）純電阻交流電路中，電流和電壓同相位。

（2）電壓與電流的最大值、有效值和瞬時值之間都服從歐姆定律。（3）有功功率等于電流有效值與電阻兩端電壓的有效值之積。

【例題】在純電阻電路中，已知電阻R = 44 ?，交流電壓u = 311sin(314t + 30?)V，求通過該電阻的電流大小？并寫出電流的解析式。

7.07u?5A 解：解析式 i??7.071sin(314t + 30?)A，大小(有效值)為I?R2Ⅲ、課堂小結：

1.純電阻交流電路中，電流和電壓同相位。

2.電壓與電流的最大值、有效值和瞬時值之間都服從歐姆定律。3.有功功率等于電流有效值與電阻兩端電壓的有效值之積。Ⅵ、課余作業：課本P126小練習1、2、3題。V、教學后記：

222黔江職教中心電工基礎教案

第五章正弦交流電

§5－

4、純電感電路

教學目的

1.掌握純電感電路電壓與電流的關系及旋轉矢量圖。

2.掌握感抗、有功功率與無功功率的概念及計算方法。

教學重、難點

教學重點：1.純電感元件的正弦交流電路的電壓電流關系；

2.純電感元件的正弦交流電路的功率。教學難點：1.純電感元件的正弦交流電路的電壓電流關系；

2.感抗的概念；

教學方法：講授法

教學時數：2課時授完（只講授第一課時）。教

具：黑板、多媒體課件等。教學過程：

I、復習提問：[1]直流電的定義及表示 [2]電磁感應現象

通過回顧電能的應用引入交流電及本節課題--正弦交流電的產生 II、講授新課：

一、電感對交流電的阻礙作用

1．感抗的概念

反映電感對交流電流阻礙作用程度的參數叫做感抗

2．感抗的因素

純電感電路中通過正弦交流電流的時候，所呈現的感抗為

XL=?L=2?fL

式中，自感系數L的國際單位制是亨利(H)，常用的單位還有毫亨(mH)、微亨(?H)，納亨(nH)等，它們與H的換算關系為 mH = 10?3 H，1 ?H = 10?6 H，1 nH = 10?9 H。

如果線圈中不含有導磁介質，則叫作空心電感或線性電感，線性電感L在電路中是一常數，與外加電壓或通電電流無關。

如果線圈中含有導磁介質時，則電感L將不是常數，而是與外加電壓或通電電流有關的量，這樣的電感叫做非線性電感，例如鐵心電感。

3．線圈在電路中的作用

用于“通直流、阻交流”的電感線圈叫做低頻扼流圈，用于“通低頻、阻高頻”的電感線圈叫做高頻扼流圈。

二、電感電流與電壓的關系 1．電感電流與電壓的大小關系

電感電流與電壓的大小關系為

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I?U XL顯然，感抗與電阻的單位相同，都是歐姆(?)。

2．電感電流與電壓的相位關系

電感電壓比電流超前90?(或 ?/2)，即電感電流比電壓滯后90?，如圖8-2所示。

【例8-2】 已知一電感L = 80 mH，外加電壓uL = 502sin(314t ? 65?)V。試求：(1)感抗XL，(2)電感中的電流IL，(3)電流瞬時值iL。

解：(1)電路中的感抗為

XL = ?L = 314 ? 0.08 ? 25 ?

(2)

IUL50L?X??2A L25(3)電感電流iL比電壓uL滯后90°，則

iL?22sin(314t?25?)A

Ⅲ、課堂小結：

1.電感電流與電壓的大小關系；

2.電感電流與電壓的相位關系。

Ⅵ、課余作業：課本P116小練習1、2.V、教學后記：

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第五章正弦交流電

§5－

5、純電容電路

教學目的

1.掌握純電容電路電容元件的電壓與電流關系及旋轉矢量圖。

2.掌握純電容抗、有功功率及無功功率。

教學重、難點

教學重點： 1.純電容元件的正弦交流電路的電壓電流關系；

2.純電容元件的正弦交流電路的功率。

教學難點：純電容元件的正弦交流電路的電壓電流關系； 教學方法：講授法

教學時數：一課時授完。

教

具：黑板、多媒體課件等。教學過程：

I、復習提問：[1]直流電的定義及表示 [2]電磁感應現象

通過回顧電能的應用引入交流電及本節課題--正弦交流電的產生 II、講授新課：

一、電容對交流電的阻礙作用

1．容抗的概念

反映電容對交流電流阻礙作用程度的參數叫做容抗。容抗按下式計算

11XL??

?C2?fC容抗和電阻、電感的單位一樣，也是歐姆(?)。

2．電容在電路中的作用

在電路中，用于“通交流、隔直流”的電容叫做隔直電容器；用于“通高頻、阻低頻”將高頻電流成分濾除的電容叫做高頻旁路電容器。

二、電流與電壓的關系

1． 電容電流與電壓的大小關系

動手實驗探究純電容電路中電流與電壓的關系

電容電流與電壓的大小關系為

UI?

XC2． 電容電流與電壓的相位關系

動手實驗探究純電容電路中電流與電壓的關系

電容電流比電壓超前90?(或 ?/2)，即電容電壓比電流滯后90?，如圖8-3所示。

黔江職教中心電工基礎教案

圖 設電容器兩端電壓為

電容電壓與電流的波形圖與相量圖

Uc=Umsin(? t)則電路中的電流為

i= Umsin(? t)

三、純電容電路的功率

1.瞬時功率

純電容電路的瞬時功率等于電壓瞬時值與電流瞬時值之積，即

P=ui= Umsin(? t)Umsin(? t)=2U sin(? t)×2Icos(? t)=UIsin 2(? t)結論：純野心家電路的瞬時功率P是隨時間按正弦規律變化的，它的頻率為電流或電壓頻率的2倍，振幅為UI，從圖中不能發現，純電容電路的有功功率為零。說明純電容電路不消耗電能。

2.無功功率

同純電感電路相似，雖然純電容電路不消耗能量，但是電容器和電源之間進行著能量的交換。為了表示電容器與電源能量交換的多少，把瞬時功率的最大值叫做電容器的無功功率，即

Qc = UcI 式中Uc——電容器兩端電壓有效值，I——電路中電流有效值；

Qc——容性無功功率，單位是乏，符號為 var。容性無功功率的公式還常寫成

Qc = UcXc=XcI

【例題】已知一電容C = 127 ?F，外加正弦交流電壓uC?202sin(314t?20?)V，試求：(1)容抗XC；(2)電流大小IC；(3)電流瞬時值iC。

1解：(1)XC??25?

?CU20??0.8A(2)IC?XC25(3)電容電流比電壓超前90?，則iC?0.82sin(314t?110?)A Ⅲ、課堂小結：

1． 電容電流與電壓的大小關系； 2． 電容電流與電壓的相位關系； 3． 純電容電路的功率。

Ⅵ、課余作業：課本P116小練習1、2.V、教學后記：

22黔江職教中心電工基礎教案

第五章

正弦交流電

§5－

6、RL串聯電路

教學目的

1.掌握RL串聯電路的分析方法。

2.掌握RL串聯電路中的阻抗及電壓三角形和阻抗三角形的概念。

教學重、難點

教學重點：掌握RL串聯電路的分析方法。

教學難點：掌握RL串聯電路中的阻抗及電壓三角形和阻抗三角形的概念。教學方法：講授法

教學時數：兩課時授完（第一課時）。教

具：黑板、多媒體課件等。教學過程： I、導入新課：請同學們在實驗中測量日光燈電源電壓、鎮流器電壓和燈管兩端電壓。為什么U≠UR+UL呢？你對日光燈這種電路了解嗎？本節課讓我們共同學習RL串聯電路。II、講授新課：

一、RL串聯電路電壓間的關系

由于純電阻電路中電壓與電流同相，純電感電路中電壓的相位超前電流2，又因為串聯電路電流處處相同，所以RL串聯電路各電壓間相位不相同，電流與總電壓的相位也不相同。

電阻與電壓、電流的瞬時值之間的關系服從歐姆定律。設加在電阻R上的正弦電流瞬時值為

?i?Imsin(?t)

則電阻兩端的電壓為

uR=URmsin（? t）電感線圈兩端電壓u為

UL= ULsin(? t＋?)2電路的總電壓為

u=uR+uL

作出矢量圖，三者構成直角三角形，叫做電壓三角形，可以得到電壓 間的數量關系

U2=U2R+ U2L

黔江職教中心電工基礎教案

LgR總電壓的相位超前電流 ??arctU

U從電壓三角形中，還可以得到總電壓與各部分電壓之間的關系

UR=Ucos?

UL=Usin?

二、RL串聯電路的阻抗

在電阻、電感串聯電路中，電阻兩端電壓UR=RI,電感兩端電壓UL=XLI,將它們代入（5-20）中整理后得

I=

UR2?X2?ULZ

電路的阻抗

Z?R2?X2L

電壓 與電流的相位差

??arctaxlR n?的大小只與電路參數R、L和電源頻率有關，與電壓、電流的大小無關。

由阻抗三角形還可以得到電阻、感抗與阻抗的關系式：

R=Zcos?

XL=Zsin?

Ⅲ、課堂小結：

1． RL串聯電路的總電壓與R和L的電壓有著怎樣的關系； 2． RL串聯電路的阻抗與R的電阻和L的感抗有著怎樣的關系； Ⅵ、課余作業：課本P142小練習第1題 V、教學后記：

黔江職教中心電工基礎教案

第五章

正弦交流電

§5－

7、RC串聯電路

教學目的

1.理解RC串聯電路的分析方法。

2.掌握RC串聯電路中的阻抗及電壓三角形和阻抗三角形的概念。

教學重、難點

教學重點：掌握RC串聯電路的分析方法。

教學難點：掌握RC串聯電路中的阻抗及電壓三角形和阻抗三角形的概念。教學方法：講授法

教學時數：一課時授完。

教

具：黑板、多媒體課件等。教學過程：

導入新課：在電子技術中，經常會見到電阻與電容的串聯電路，比如，阻容耦合放大器、RC振蕩器、RC移相電路等，你對這種電路了解嗎？本節課讓我們共同認識RC串聯電路。II、講授新課：

一、RC串聯電路電壓間的關系

由于純電阻電路中電壓與電流同相，電容兩端電壓的相位滯后電流，又因為串聯電路電流處處相同，所以RC串聯電路各電壓間相位不相同，電流與總電壓的相位也不相同。

電阻與電壓、電流的瞬時值之間的關系服從歐姆定律。設加在電阻R上的正弦電流瞬時值為

?2i?Imsin(?t)

則電阻兩端的電壓為

uR=URmsin（? t）電感線圈兩端電壓u為

uc=Ucsin(? t-?)2 則電路總電壓瞬時值應是各元件上電壓瞬時值之和，即

u=uR+uc

黔江職教中心電工基礎教案

作出矢量圖，三者構成直角三角形，叫做電壓三角形，可以得到電壓 間的數量關系

U2=U2R+ U2c

LgR總電壓的相位超前電流 ??arctU

U從電壓三角形中，還可以得到總電壓與各部分電壓之間的關系

UR=Ucos?

Uc=Usin?

二、RL串聯電路的阻抗

在電阻、電感串聯電路中，電阻兩端電壓UR=RI,電感兩端電壓UL=XCI,將它們代入（5-20）中整理后得

I=

UR2?X2?UCZ

電路的阻抗

Z?R2?X2C

電壓 與電流的相位差

??arctaXnCR

?的大小只與電路參數R、L和電源頻率有關，與電壓、電流的大小無關。

由阻抗三角形還可以得到電阻、容抗與阻抗的關系式：

R=Zcos?

XC=Zsin?

Ⅲ、課堂小結：

3． RC串聯電路的總電壓與R和C的電壓有著怎樣的關系； 4． RC串聯電路的阻抗與R的電阻和C容抗有著怎樣的關系； Ⅵ、課余作業：課本P142小練習第1題 V、教學后記：

第二篇：電工基礎教案

課題1－3電阻

教學目標了解電阻的概念和電阻與溫度的關系，掌握電阻定律。

教學重點電阻定律

教學難點R與U、I無關；溫度對導體電阻的影響。

教學過程及內容

一． 組織教學準備教案，檢查出勤情況

二．復習提問

1、什么是電流？

2、電流的計算公式

三．新課講解

第三節 電阻

一、電阻

1．導體對電流所呈現出的阻礙作用。不僅金屬導體有電阻，其他物體也有電阻。

2．導體電阻是由它本身的物理條件決定的。

例：金屬導體，它的電阻由它的長短、粗細、材料的性質和溫度決定。

3．電阻定律：在保持溫度不變的條件下，導體的電阻跟導體的長度成正比，跟導體的橫截面積成反比，并與導體的材料性質有關。

R?????l? S

4． 結論：電阻率的大小反映材料導電性能的好壞，電阻率愈大，導電性能愈差。

導體：??＜?10-6 ??m

絕緣體：??＞?107???m

半導體：10-6???m?＜?? ＜?107???m

二、電阻與溫度的關系

1．溫度對導體電阻的影響：

(1)溫度升高，自由電子移動受到的阻礙增加；

(2)溫度升高，使物質中帶電質點數目增多，更易導電。隨著溫度的升高，導體的電阻是增大還是減小，看哪一種因素的作用占主要地位。

2．一般金屬導體，溫度升高，其電阻增大。少數合金電阻，幾乎不受溫度影響，用于制造標準電阻器。

3．超導現象：在極低溫（接近于熱力學零度）狀態下，有些金屬（一些合金和金屬的化合物）電阻突然變為零，這種現象叫超導現象。

ο4．電阻的溫度系數：溫度每升高1C時，電阻所變動的數值與原來電阻值的比。若溫

度為t1時，導體電阻為R1，溫度為t2時，導體電阻為R2，則

????

即 R2?R1 R1(t2?t1)

R2???R1 [?1?????(?t2???t1?)?]

οο例：一漆包線（銅線）繞成的線圈，15C時阻值為20??，問30C時此線圈的阻值R

為多少？

四．課堂練習

五．課堂小結

六．布置作業 教材習題第4大題第(3)題。

第三篇：電工基礎教案

第8章 線性電路中的過渡過程 8.1 換路定律與初始條件

各位評委：

大家下午好！今天我說課的題目是《換路定律與初始條件》，我將從教材分析，教學目標、教學重難點、教學策略、教學程序等方面對本節課進行闡述。

一、教材分析

（一）本節內容在教材中的地位和作用

《換路定律與初始條件》是高等職業技術教育電子電工類職業規劃教材《電工基礎》第八章第一節的內容，是本章的重點內容。本節內容是在學習了線性電路在直流、正弦交流電路的基礎上而編排的，是信號在激勵源作用下的穩態響應過程。在實際的應用電路中，由于L、C元件的儲能與放能過程是漸變過程，其上的電流、電壓是微分、積分關系，所以電路的工作狀態處于動態過程。可見，電路的穩態是電路工作的全過程的一個階段。本節課結合以前所學的基爾霍夫電流、電壓定律以及元件VAR的特點，應用歐姆定律，求解動態電路的全過程，既是對以前所學知識和方法的綜合運用，又為以后學習動態電路全響應奠定基礎。本節求解動態電路全過程是以時間t為自變量，即在時域內進行，故稱為時域分析。此外，線性電路過渡過程還與人們的生產技術、科學研究有密切的聯系。因此，學習這節課還具有廣泛的現實意義。

（二）教學內容

本節課的教學內容包括：過渡過程的概念、換路定律、初始條件的概念以及拓展和應用。

二、教學目標

根據大綱要求及學生的認知特點，特制定以下教學目標

1、知識目標

（1）掌握過渡過程的概念。

(2)能運用換路定律來解決相關的一階電路響應。

2、能力目標

（1）提高學生的理論推導能力及自學能力。（2）培養學生的邏輯思維能力。

3、情感目標

通過學生在學習過程中的互助、合作，培養學生的團結協作意識，充分發揮學生的主觀能動性。

三、教學重點、難點 本節重點：

1、過渡過程概念的理解

2、理解換路定律會計算初始值 本節難點：

l、電感電路的換路定律

2、電容電路的換路定律。

【設計意圖】只有掌握了過渡過程概念，才能為以后電路的分析、計算奠定基礎，因此將其確定為本節課的重點。由于學生的邏輯思維能力還不是很強，對換路定律的理解及以后電路的分析有一定的難度，因此將此確定為難點。

四、教學策略

（一）學情分析

進入大學的學生已在高中學了三年的物理，對電學知識，尤其是對直流電路分析有了初步的了解，也同時具備了一定的理論推導能力。但是，由于學生的基礎知識普遍較差，而且認知層次不盡相同。

（二）學法指導

知識是認識主體，是學生主動建構的。學生不是把知識從外界搬進大腦中，而是通過與外界的相互作用來獲取，建構新知識。根據本節課的特點，讓學生通過小組合作的方式，在教師的引導下，積極動手，互幫互助，綜合運用以前所學知識進行理論推導新知識，并將新知識進行拓展運用，充分調動學生學習的積極性，引導學生主動建構新知識。

（三）教學方法

本節課我綜合運用趣味教學法、直觀教學法、演示法、啟發教學等教學法，讓學生更好的理解和掌握本節課知識。

【設計意圖】通過創設情景演示實驗、動手操作、理論推導、拓展運用等探究性活動，引發學生對電路設計的好奇心，鼓勵他們進行思考，培養他們的創新精神及自主學習能力。

五、教學過程

根據本節課的內容特點，我把本節課分為：激趣導入（5分鐘）、探求新知（17分鐘）、難點突破（8分鐘）、課堂鞏固（8分鐘）、課堂小結（5分鐘）、作業布置（2分鐘）六個環節來進行課堂教學。

（一）激趣導入

通過一個簡單的實驗現象的對比，直觀形象的引出本節課的課題——“過渡過程”，導入新課。同時，讓學生梳理一下直流電路的知識。

【設計意圖】通過實驗演示，激發學生的學習興趣和求知欲，調動學生的積極性，直觀形象的引入本課。通過知識的梳理，為接下來的新知識的學習做好準備。

（二）探求新知

探求新知著重于培養學生運用所學知識分析、解決實際問題的能力。著重于提高學生對知識分析，歸納，總結的能力，著重于提高學生的自學能力。

第四篇：《電工基礎》教案5

《電工基礎》教案5

《電工基礎》教案5 課題：電阻（R）

教學目的：

1、了解導體中的電阻

2、掌握電阻的特點和性質

3、了解電器中的絕緣電阻

重點、難點：導體電阻的特點和性質及其運用

教學方法：引導、提示、歸納

教學過程：

Ⅰ.組織教學

Ⅱ.導入新授

Ⅲ.示標

Ⅳ.學生自學

圍繞所示目標，閱讀教材，回答下列問題：

1、什么是電阻？

2、電阻的符號？電阻的單位符號？

3、人體的電阻是多少？

4、電器中的絕緣電阻

Ⅴ.疑點講解：

電器中絕緣電阻以及人體的電阻，電阻在電氣中的利和弊。

電阻——電流在導體的流動中所受到的阻力叫電阻或著說對導體中電流流動有阻礙作用的物質叫電阻。符號：R

電阻的單位是歐姆（?）常用的還有兆歐（M?）、千歐（K?）、毫歐（M?）和微歐（u?）

《電工基礎》教案5 1兆歐（M?）=1000千歐（K?）

1千歐（K?）=1000歐（?）

1歐（?）=1000毫歐（m?）

1毫歐（M?）=1000微歐（u?）

測量電阻大小的是歐姆表、萬用表、電橋。

1、單臂電橋

2、雙臂電橋以及兆歐表。

1歐以下的有雙臂電橋，1歐到十歐的用單臂電橋，1歐到1兆歐的用萬用表。兆歐以上的用兆歐表，也叫搖表、高阻表、麥格表等等。

第五篇：《電工基礎》教案3

《電工基礎》教案3

《電工基礎》教案3 課題：電的基本物理量：

2、電動勢（E）

教學目的：

1、了解電源

2、掌握電動勢的單位

3、用電壓表怎么測量電動勢

重點、難點：電動勢特點和性質及其運用

教學方法：引導、提示、歸納

教學過程：

Ⅰ.組織教學

Ⅱ.導入新授

圍繞所示目標，閱讀教材回答下列問題：

1、什么是電動勢？單位是什么？

2、干電池的電動勢是多少伏？蓄電池的電動勢是多少伏？

3、低壓變壓器的電動勢是多少伏

4、電動勢的方向是怎么規定的？

5、電動勢的符號是什么？電動勢單位的符號是什么？

電源——能將其它形式的能量轉換成電能的設備叫電源。

例如：干電池（1.5V），蓄電池（2V）是化學能的轉換。發電機，是機械能的轉換。

電動勢——電源力將單位正電荷從負極移到正極所做的功叫電動勢。

電動勢的單位：常用的有伏特（V），比它大的單位有千伏（KV），比它小的單位有毫伏（MV）和微伏（uV）。

《電工基礎》教案3

1千伏（KV）=1000伏（V）

1伏（V）=1000毫伏（MV）

1毫伏（MV）=1000微伏（uV）

測量電動勢物理量大小的儀表是伏特表，也叫電壓表。電壓表的內阻越大，測量越準確。測量是時把電壓表并接在被測電路中。直流表注意電壓表的正（+）負（—）極不要接錯，以免損壞電壓表。