第八章单相正弦交流电路
池永昌2014.3.17
【课题名称】8.1 电感、电容对交流电的阻碍作用
【课时安排】
1课时
【教学目标】
1．理解电容、电感对交流电的阻作用。
2．掌握感抗与容抗的计算。
3．理解储能元件的特点。
【教学重点】
重点：容抗、感抗的计算
【教学难点】
难点：电感、电容对交流电的阻作用
【关键点】
电感、电容对交流电的阻碍作用的理解
【教学方法】
直观演示法、讲授法、谈话法、理论联系实际法、多媒体演示法
【教具资源】
多媒体课件、220V交流电源、白炽灯泡、开关、电容器、电感器、电阻器、连接导线若干、万用表
【教学过程】
一、导入新课
教师可演示如图7.１所示实验电路，在ＣＤ间分别接入导线、电阻（1kΩ）、电感线圈（1H）、电容（2uF/400V），通过对比接入导线、电阻、电感、电容器后灯炮亮度的变化。引导学生明白，电感器、电容器对交流电路的阻碍作用。从而引出本节课的教学内容。
二、讲授新课
教学环节1：电感的感抗
教师活动：教师可结合实验演示电路现象，讲解电感对交流电的阻碍作用——感抗的概念，然后可直接给出电感感抗的计算公式，并对公式进行说明和解释，同时配以一定的练
习。
学生活动：学生可在教师的指导下，认真学习、感抗的基本概念和感抗的计算公式，并理解影响电感感抗大小的因素，通过一定的练习进行巩固。
知识点：
感抗：把电感线圈对交流电的阻碍作用称为电感感抗，简称感抗，用符号X L 表示，单位是欧姆。理论和实验证明，感抗的大小X L 与电源频率成正比，与线圈的电感成正比。用公式表示为：X L ＝ωL ＝2πf L 。
注意：教师特别要强调在使用公式时各物理量的单位。 提示：
对于直流电，电感元件相当于短路；对于交流电，电感线圈有“通直流阻交流，通低频阻高频”的特性。
教学环节2： 电容的容抗
教师活动：教师可结合实验演示电路现象，讲解电容对交流电的阻碍作用——容抗的概念，然后可直接给出电容容抗的计算公式，并对公式进行说明和解释，同时配以一定的练习。
学生活动：学生可在教师的指导下，认真学习、容抗的基本概念和容抗的计算公式，并理解影响电容容抗大小的因素，通过一定的练习进行巩固。
知识点：
容抗：把电容对交流电的阻碍作用称为电容容抗，简称容抗，用符号X C 表示，单位是欧姆。理论和实验证明，容抗的大小X C 与电源频率成反比，与电容器的电容量成反比。用公式表示为：X C ＝
C ω1＝fC
π21 注意：教师特别要强调在使用公式时各物理量的单位。 提示：
对于直流电，电容元件相当于开（或断）路；对于交流电，电容器有“隔直流通交流，阻低频通高频”的特性。
教学环节3： 储能元件
教师活动：教师可通过对电阻、电感、电容基本特性的说明，引导学生理解耗能元件与储能元件的概念。
学生活动：学生可通过阅读教材和听教师讲解，了解耗能元件与储能元件的特性。 三、课堂小结
教师与学生一起回顾本节课的学习内容，引导学生总结如下： 1．电感感抗与容抗的基本概念。 2．感抗与容抗的计算。 3．储能元件与耗能元件。 四、课堂练习
教材中思考与练习第1、2题
五、课后作业
1．“学习辅导与练习”同步训练中的7.1
2．有条件的同学可以寻找些小家电中采用阻容降压的电路，了解降压电容器在电路中的作用。
【课题名称】 8.2 单一元件的交流电路 【课时安排】 ３课时 【教学目标】
1．理解纯电阻、纯电感、纯电容单一元件电路中电压与电流之间的大小与相位关系，
并学会计算。
2．理解单一元件电路中瞬时功率、有功功率和无功功率的基本概念，学会有功功率
和无功功率的计算。
【教学重点】
重点：各单一元件的交流电路中电压与电流的数量关系与相位关系；电路的有功功率、
无功功率
【教学难点】
难点：单一元件电路中电压与电流的相位关系及无功功率概念的理解 【关键点】
单一元件电路中电压与电流矢量图画法 【教学方法】
多媒体演示法、讲授法、谈话法、理论联系实际法 【教具资源】
多媒体课件、3V ，6V ，9V ，12V 的正弦交流电源、交流电压表（或万用表）、交流电流表（或万用表）、100Ω电阻、连接导线若干 【教学过程】 一、导入新课
教师可实验演示或利用多媒体展示如图7.2所示的纯电阻电路，然后可通过对表7.1所示的实验数据进行分析，得出在纯电阻交流电路中，加在电阻两端的电压的有效值与通过电阻电流的有效值仍符合欧姆定律，即R
U I R =。那么电压与电流之间的相位关系又怎样呢？
电路中的功率又该如何计算？如果电路中的元件是电感或电容，情况又如何？通过以上几个问题，从而引出本节课的教学内容：单一元件的交流电路。
二、讲授新课
教学环节1： 纯电阻电路
教师活动1：教师可结合演示实验数据，以提问方式讲解纯电阻电路中电压与电流的数
表7.1 纯电阻电路中电压和电流的测量值
图7.2
所示的纯电阻
量关系，即纯电阻交流电路的电流与电压的有效值（或最大值）符合欧姆定律。
学生活动1：学生在教师的引导下理解纯电阻电路中电流与电压的数量关系。 教师活动2：教师可利用多媒体动画展示纯电阻电路中电流与电压的波形关系图，引导学生理解在纯电阻交流电路中电流与电压同相，继而引导学生得出纯电阻交流电路中电流与电压的瞬时值关系为：R
u
i =，即电流与电压的瞬时值也符合欧姆定律。并要求学生画出电压与电流的矢量图。
学生活动2：学生在教师的引导下理解纯电阻交流电路的电流与电压的相位关系，画出电路中电流与电压的矢量图。
教师活动3：教师可将电流与电压的瞬时值代入瞬时功率的计算公式，然后利用多媒体课件展示纯电阻电路中瞬时功率的波形图，根据波形图引出有功功率的概念和计算公式，并要求学生以例题的形式进行练习。
学生活动3：学生可在教师的引导下，学习并理解有功功率的基本概念，掌握其计算公式，并在教师的要求下进行一定的练习。
注意：在学习有功功率的过程中，可结合实际用电器铭牌中额定功率的标注来说明有功功率的实际意义。
知识点：
1．电压与电流的数量关系：有效值和最大值均符合欧姆定律。 2．电压与电流的相位关系：电流与电压同相。
3．纯电阻交流电路的有功功率：指电阻消耗的功率，也叫平均功率，是瞬时功率在一个周期内的平均值。理论和实验证明，纯电阻交流电路的有功功率计算公式
为:R
U R I I U P R 2
2
=== 。
4．电压与电流的矢量图和波形图如图7.3所示。
提示：
通常所说的用电器消耗的功率，如40W 的白炽灯、75W 的电烙铁等都是指有功功率。 教学环节2：纯电感电路
教师活动1：教师可在黑板上或利用多媒体课件展示如图7.4所示的纯电感电路，然后根据展示的电路图，讲解纯电感交流电路的电流与电压的有效值（或最大值）仍符合欧姆定
图7.3 纯电阻电路的矢量图与波形图
律，即L
X U I
=或L
m m
X U I =。但要注意公式中L X 为感抗，而不是电感L 。
学生活动1：学生在教师的引导下理解纯电感电路中电流与电压的数量关系符合欧姆定
律。
教师活动2：教师可利用多媒体动画展示纯电感电路中电流与电压的波形关系图，引导学生理解在纯电感交流电路中电压超前电流90?。并要求学生画出电压与电流的矢量图。
学生活动2：学生在教师的引导下理解纯电感交流电路的电压与电流的相位关系，画出电路中电流与电压的矢量图。
教师活动3：教师可将电流与电压的瞬时值代入瞬时功率的计算公式，然后利用多媒体课件展示纯电感电路中瞬时功率的波形图，根据波形图得出瞬时功率的平均值为零，表示电感元件不消耗功率。从而引出无功功率的概念和计算公式，并要求学生以例题的形式进行练习。
学生活动3：学生可在教师的引导下，学习并理解无功功率的基本概念、单位，掌握其计算公式，并在教师的要求下进行一定的练习。
知识点：
1．电压与电流的数量关系：有效值和最大值均符合欧姆定律。 2．电压与电流的相位关系：电压超前电流90?。
3．纯电感交流电路的无功功率：表示电感与电源之间能量交换的最大值。其大小Q L
＝U L I 。纯电感交流电路中有功功率P =0。
4．电压与电流的矢量图和波形图如图7.5所示。
注意：此学习过程中不要过多注重数学公式推导，重点在于无功功率的计算及单位的运用，同时结合实际说明无功功率的形成及其实际意义。
提示：
图7.4 纯电感电路
图7.5 纯电感电路中电压与电流的矢量图与波形图
必须说明无功功率不是无用功率。“无功”的含义是“交换”而不是消耗，是相对于有功而言的。无功功率表示交流电路中能量交换的最大值。在工程上，具有电感性质的电动机、变压器等设备都是根据电磁能量转换进行工作的。
教学环节３：纯电容电路
教师活动1：教师可在黑板上或利用多媒体课件展示如图7.6所示的纯电容电路，然后根据展示的电路图，讲解纯电容交流电路的电流与电压的有效值（或最大值）仍符合欧姆定律，即C
X U I =或C
m m
X U I =。但要注意公式中C X 为容抗，而不是电容C 。
学生活动1：学生在教师的引导下理解纯电容电路中电流与电压的数量关系符合欧姆定
律。
教师活动2：教师可利用多媒体动画展示纯电容电路中电流与电压的波形关系图，引导学生理解在纯电容交流电路中电流超前电压90?。并要求学生画出电压与电流的矢量图。
学生活动2：学生在教师的引导下理解纯电容交流电路的电压与电流的相位关系，画出电路中电流与电压的矢量图。
教师活动3：教师可将电流与电压的瞬时值代入瞬时功率的计算公式，然后利用多媒体课件展示纯电容电路中瞬时功率的波形图，根据波形图得出瞬时功率的平均值为零，表示电容元件不消耗功率，从而引出无功功率的计算公式，并要求学生以例题的形式进行练习。
学生活动3：学生可在教师的引导下，学习并理解无功功率的计算公式，并在教师的要求下进行一定的练习。
知识点：
1．电压与电流的数量关系：有效值和最大值均符合欧姆定律。 2．电压与电流的相位关系：电流超前电压90?。
3．纯电容交流电路的无功功率：表示电容与电源之间能量交换的最大值。其大小Q C
＝U C I 。纯电容交流电路中有功功率P =0。
4．电压与电流的矢量图和波形图如图7.7所示。
图7.6 纯电容电路
图7.7 纯电容电路中电压与电流的矢量图与波形图
注意：此学习过程中不要过多注重数学公式推导，重点在于无功功率的计算及单位的运用，同时结合实际说明无功功率的形成及其实际意义。
三、课堂小结
教师与学生一起回顾本节课的学习内容，引导学生总结如下：
四、课堂练习
教材中思考与练习第1、2、3、4题
五、课后作业
“学习辅导与练习”同步训练中的７.2
《交流电的产生和变化规律》教案 一、教材分析 （一）教材的地位和作用 本课题选自人民邮电出版社出版的中等职业学校机电类规划教材《电工基础》第五章第一节，本节内容既是前面《磁与电》知识的综合运用，又是交流电知识的 基础，具有承前启后的作用。另外它与人们的生产和生活密切相关，是物理理论和 规律应用于生产技术的典型例子，具有重要的现实意义。 （二）教学目标 1.知识目标 a.知道交流电和正弦交流电 b.通过实验和分析使学生把握交变电流的产生过程，掌握交变电流的变化规律 2.技能目标 a. 通过讨论培养学生独立分析、解决问题的能力 b.通过多媒体技术演示交流电产生过程，培养学生的观察分析能力。 3.情感目标 a.师生双方共同探讨，研究培养科学的探索观和认识论，培养学生辩证的思想和辨析能力。 b.通过多种方式的运用，激发学生的学习兴趣。 （三）重点、难点 教学重点：掌握交流电的产生和变化规律 教学难点：理解交流电的产生原理 二、教法设计： 1、观察归纳法：为了使学生对交流电有更直观、感性的认识，提高学习的效率，突出教学重点，突破教学难点，我充分利用赏心悦目的多媒体效果，牢牢抓住学生的好奇心，引导学生观察分析，归纳总结交流电的特点，产生过程。 2、问题情景法 教师在导入、讲授新课时，注重创设一定的物理情景，以便于激发学生的学习兴趣，启发学生思考。 3、采用多种教学形式 在教学中，教师采用视频播放、课件展示、演示实验及学生分组实验等教学方式，激发学生的兴趣，并利用多媒体辅助分析演示实验及学生分组实验使学生获得更多的感性认识。 三、学习者特征分析 职业学校的学生学习基础较差，缺乏良好的学习习惯，但他们思维活跃，对新鲜事物有强烈的好奇心，喜欢多媒体技术支持的学习环境，具有一定的分析能力、归纳能力，能够开展自主学习和合作学习。所以在学法上，指导学生以自我研究为主，鼓励学生动脑想，大胆
《电工技术基础与技能》复习题 7．初识正弦交流电 一、选择题： 1．人们常说的交流电压220V 是指交流电压的（ ） A ．最大值 B ．有效值 C ．瞬时值 D ．平均值 2．关于交流电的有效值，下列说法正确的是（ ） A ．最大值是有效值的3倍 B ．有效值是最大值的2倍 C ．最大值为311V 的正弦交流电，就其热效应而言，相当于一个220V 的直流电 D ．最大值为311V 的正弦交流电，可以用220V 的直流电代替 3．一个电容器的耐压为250V ，把它接入正弦交流电中使用，加在它两端的交流电压的有效值可以是（ ）。 A ．150V B ．180V C ．220V D ．都可以 4．已知V t u )6 314sin(2100π -=，则它的角频率、有效值、初相分别是（ ） A ．6 2100/314π -、V 、s rad B ．6 100/100π π- 、V 、s rad C ．6 10050π - 、V 、Hz D ．6 100/314π 、 V 、s rad 5．某正弦交流电的初相角2 0π ?- =，在t =0时，其瞬时值将（ ） A ．大于零 B ．小于零 C ．等于零 D ．不能确定 6．A t i ωsin 51=与A t i )30sin(52?-=ω的相位差是（ ） A ．30° B ．－30° C ．0° D ．无法确定 7．两个同频率正弦交流电21、i i 的有效值各为40A 和30A ，当21、i i 的有效值为50V 时，1i 与2i 的相位差是（ ） A ．0° B ．180° C ．45° D ．90° 8．某交流电压V t u )4 100sin(100π π+ =，当s t 1.0=时的值是（ ） A ．V 7.70- B ．V 7.70 C ．V 100 D ．V 100- 9．某正弦交流电压的有效值为380V ，频率为50Hz ，在t =0时的值为380V ，则该正弦 电压的表达式为（ ） A ．V t u )90314sin(380?+= B ．V t u 314sin 380= C ．V t u )45314sin(2380?+= D ．V t u )45314sin(2380?-= 10．如右图所示的矢量图中，交流电压1u 与2u 的相位关系是（ ） A ．1u 比2u 超前75° B ．1u 比2u 滞后75° C ．1u 比2u 超前30° D ．无法确定 11．一个电热器接在10V 的直流电源上，产生一定的热功率。把它改接到交流电源上，使产生的热功率是直流时的一半，则交流电源电压的最大值应是（ ）。 A ．7．07V B ．5V C ．14V D ．10V 12．已知正弦交流电V t u )320sin(501π +=，V t u )6 10sin(1002π +=，它们的相位差 是（ ）。 A ． 6 π B ．6π - C ．0 D ．无固定相位差 二、填空题： 1．我国工农业生产和生活照明用电电压是 V ，其最大值 V ；周期T= s ，频率f= Hz ，角频率ω= rad/s 2． 、 和 是确定一个正弦量的三要素，它们分别表示正弦量变化的幅度、快慢、和起始状态。 3．常用的表示正弦量的方法有 、 和 ，它们都能将正弦量的三要素准确地表示出来。 4．交流电压V t u )6 100sin(1.14π π+ =，则该交流电压的最大值为 V ，有效 值为 V ，周期为 s ，频率为 Hz ，角频率 rad/s ，初相位为 ，当t =0．1s 时，电压u= V 。 5．频率为50Hz 的正弦交流电，当U=220V ，uo ?=60°，I=10A ，io ?=?-30时，它们的表达式为u= V ，i= A ，u 与i 的相位差为 。 6．两个正弦电流1i 与2i ，它们的最大值都是5A ，当它们的相位差为0°、90°、180°时， 21i i +的最大值分别为 、 、 。 7．在正弦量的波形图中，从坐标原点到最近一个正弦波的零点之间的距离称为 。
电工技术基础与技能 第七章初识正弦交流电练习题5、某正弦交流电的初相角φ0=-90°，在 t=0 时，其瞬时值将( )。 A.等于零 B.小于零 C.大于零 D.无法确定 班别：高二（）姓名：学号：成绩：6、 u = 5sin(t +15?)V与i = 5sin(2t -15?)A 的相位差是( )。 一、是非题 A.30° B.0° C.-30° D.无法确定 7、两个同频率正弦交流电流i1、i2的有效值各为40A和30A，当i1+i2的有效值为50A时，i1 )。 5、10A 直流电和最大值为 12A 的正弦交流电，分别流过阻值相同的电阻，在相等的时间内， 10A 直流电发出的热量多。（）6、正弦交流电的相位，可以决定正弦交流电在变化过程中瞬时值的大小和正负。（） A.-70.7V B. 70.7V C.100V D.-100V 9、某正弦电压的有效值为 380V，频率为 50Hz，在 t=0 时的值 u=380V，则该正弦电压的表达式 为( )。 A. u = 380sin(314t + 90?)V B. u = 380sin 314tV C. u = 380 2 sin(314t +45?)V D. u = 380 2 sin(314t - 45?)V 11、两个同频率正弦交流电压之和仍是正弦交流电压。（） 二、选择题 1、人们常说的交流电压 220V、380V，是指交流电压的（）。 A.最大值 B.有效值 C.瞬时值 D.平均值 2、关于交流电的有效值，下列说法正确的是( )。 A.最大值是有效值的 1.732 倍 B.有效值是最大值的 1.414 倍 C.最大值为 311V 的正弦交流电压，就其热效应而言，相当于一个 220V 的直流电压 D.最大值为 311V 的正弦交流电，可以用 220V 的直流电代替 3、一个电容器的耐压为250V，把它接入正弦交流电中使用，加在它两端的交流电压的有效值 可以是（）。 A.150V B.180V C.220V D.都可以10、图 7-26 所示的矢量图中，交流电压 u1与 u2的相位关系是( )。 A. u1比u2超前75° B. u1比u2滞后75° C. u1比u2超前30° D.无法确定 11、对非正弦波进行谐波分析时，与非正弦周期波频率相同的分量称为( )。 A.谐波 B.直流分量 C.基波 D.二次谐波 三、填充题 1、工频电流的周期 T= 0.02 s，频率 f= 50 Hz，角频率ω= 314 rad/s。 2、我国生活照明用电电压是 220 V，其最大值为 311 V。 3、最大值、角频率和初相是确定一个正弦量的三要素，它们分别表示正弦量变化的幅度、 快慢和起始状态。 4、常用的表示正弦量的方法有解析式、波形图和矢量图，它们都能将正弦量 的三要素准确地表示出来。 π 4、已知u =100 2 sin(314t - )V ，则它的角频率、有效值、初相分别为（）。 6 5、交流电压u =14.1sin(100πt + )V ，则 U= 10 V，f=50 Hz，T=0.02 s， 6 A. 314rad/s 、100 C. 50Hz、100V、- 2V、- π 6 π 6 B. 100πrad/s、100V、-π 6 D. 314rad/s 、100V π 6 φ0=30°；t=0.1s时，u=7.05V。 6、频率为 50Hz 的正弦交流电，当 U=220V，φu0=60°，I=10A，φi0=-30°时，它们的表达式 为 1、通常照明用交流电电压的有效值是 220V，其最大值即为 380V。（）与i2的相位差是()。 2、正弦交流电的平均值就是有效值。 3、正弦交流电的有效值除与最大值有关外，还与他的初相有关。（ （ ） ） A.0° B.180° 8、某交流电压u = 100sin(100πt + C.45° D.90° π)V ，当 t=0.01s 时的值是( 4、如果两个同频率的正弦电流在某一瞬间都是 5A，则两者一定同相且幅值相等。（） 4 7、初相的范围应是-2π～2π。（） 8、两个同频率正弦量的相位差，在任何瞬间都不变。（） 9、只有同频率的几个正弦量的矢量，才可以画在同一个矢量图上进行分析。（） 10、若某正弦量在 t=0 时的瞬时值为正，则该正弦量的初相为正；反之则为负。（） 、
【课题】正弦交流电基本概念 【课时】 1课时 【教学目标】 1、掌握正弦交流电的基本概念。 2、了解正弦量的三要素。 【教学重点】 正弦交流电的三要素。 【教学难点】 正弦交流电的角频率、瞬时值、最大值、有效值、相位、初相位和相位差。 【教学过程】 【一、导入新课】 在生活中同学们都经常听说直流电和交流电，那么同学们是否知道我们教室里所使用的电到底是直流电还是交流电呢 【二、讲授新课】 1.2.1正弦交流电的基本概念 正弦交流电的波形
1、交流电：大小和方向随时间按正弦规律做周期性变化的电量，符号AC 。 2、基本电量：正弦交流电流、正弦交流电压、正弦交流电动势。 3、解析式：i(t)I m sin （ t +?） u(t)U m sin （ t +?） e(t) E m sin （ t +?） I m U m E m ————振幅（峰值或最大值） ——角频率（rad/s ） ?——初相位（弧度或度） 1、 交流电的大小 1、瞬时值：交流电在任意时刻的数值，用小写字母表示，例如e 、i 、u 。 2、最大值：交流电在变化过程中出现在最大瞬时值，用大写字母并在右下角标m 表示，例如I m 、 U m 、 E m 。 3、有效值：规定用来计量交流电大小的物理量，用大写字母表示，例如U 、I 、E 。如果交流电通过一个电阻时，在一个周期内产生的热量与某直流电通过同一电阻在同样长的时间内产生的热量相等，就将这一直流电的数值定义为交流电的有效值。 正弦交流电的有效值和最大值之间的关系为 2 m U U = U m 或U m 2U 练习题：已知，u(t)500 sin （200 t +45°），求U m 、U 和第5 秒时的瞬时值。
河北经济管理学校教案 序号：1 编号：JL/JW/ 河北经济管理学校教案
一、课堂导入与提问（10min） 人们为了便与研究正弦交流电，常用三种方法来表示正弦交流电，对于三种表示方法都有哪些了解 二、讲授新课（25min） 1.解析式法解析正弦交流电 解析式法就是用三角函数式来表示正弦交流电的方法，即写出瞬时值表达式。它是表示正弦交流电最基本的方法。正弦交流电电动势、电压、电流的解析式一般表示为e=Emsin（ωt+Φe）=Em sinα u=Umsin（ωt+Φe）=Um sinα i=Imsin（ωt+Φe）=Im sinα 2.理解波形图法 波形图是与正弦交流电解析式相对应的函数图像，它能形象、直观的表示正弦量用波形图表示正弦交流电u = Um sinωt 3.旋转向量与正弦量（重难点） 一个正弦量可以用一个旋转向量来 表示，如图所示 得出结论：一个正弦量可以用一个 起始位置等于正弦初相的旋转向量来表 示 4.运用向量法分析正弦交流电（重难 点） （1）复数法：正弦量可以用复平面内的矢量表示，复数也可以用复平面内的矢量表示，因此正弦量可以用复数表示 （2）相量图法：向量在复平面上的图形称为向量图。作图时可以根据正弦量的最大值和初相画出最大值向量图，也可以根据正弦量的有效值和初相画出有效值相量图。一般我们使用有效值相量图，有效值相量图简称相量图。用相量图表示正弦量的方法称为相量图法三、计算举例（30min）
四、课堂小结（15min） 1.解析式法就是用三角函数式来表示正弦交流电的方法，即写出瞬时值表达式。它是表示正弦交流电最基本的方法。 2.波形图是与正弦交流电解析式相对应的函数图像，它能形象、直观的表示正弦量 用波形图表示正弦交流电u = Um sinωt 3.一个正弦量可以用一个旋转向量来表示 4.用旋转矢量表示正弦量时： （1）矢量的长度表示正弦交流电的最大值（也可表示有效值）； （2）矢量与横轴的夹角表示初相。 （3）矢量旋转速度表示正弦交流电的角频率。 五、布置作业（10min） 课本P157自我测评4、5、6、7
1.3三相交流电源 一、教学目标 1、了解三相交流电的产生。 2、理解三相正弦量、相序的概念。 3、了解中性线的概念。 二、教学重点、难点分析 重点： 1、三相电路中相电压、线电压的关系。 难点： 同重点。 三、教具 正弦交流电的产生示教模型；三相交流发电机模型；灵敏电流计；交流电压表；三相电路示教板；电池；小灯泡；安培表；伏特表等． 电化教学设备。 四、教学方法 演示法、讲授法，多媒体课件。 五、教学过程 Ⅰ.导入 一、复习提问 通过提问讨论的方式共同复习“正弦交流电的产生”过程，以及正弦交流电的重要的参数及表示方法， 提问： 1．在交流电产生的过程中，矩形线圈转到什么位置时线圈中的电流最 大？什么位置电流为零？（线圈平面平行磁感线：中性面） 2．两个完全相同的交流发电机，其矩形线圈也以相同的转速匀速转动， 那么这两个发电机所产生的交变电动势有何异同？（交变电动势的频率、最 大值相同；达到最大值的时刻不同） 3．如果把三个相同的矩形线圈固定在同一轴上，并使之在匀强磁场中 转动，这三个线圈是否都产生电动势？为什么？（产生，穿过每个线圈回路
的磁通量都发生变化） 二、引入三相交流电 三相交流电路的优点： 1、三相交流发电机的铁心及电枢磁场较单相发电机利用充分； 2、作为三相交流电负载的三相电动机比单相电机性能好，易维护，运转时 比单相发电机的振动小； 3、理论和实践证明：在输电距离、输送功率、电压相等的条件下，三相输 电是单相输电所用导线量的四分之三； 4、采用三相四线制输电，用户可得两种不同的电压； 5、工农业生产大量使用交流电动机，三相电动机比单相电动机性能平稳可 靠。 II.新课 三相交流电源：简言之，三相交流电源是三个单相交流电源按一定方式的组合，这三个单相交流电源的频率相同、大小相等，相位彼此相差120°。 一、三相交流电动势的产生 1．三相交流电的产生． 利用“提问3”引入新课，出示三相交流模型发电机，简介其构造后，演示 三相交变电流的产生：将三个灵敏电 流计分别接到发电机的三个线圈上， 摇动发电机的线圈，三个灵敏电流计都将摆动．归纳实验现象说明：三个线圈均能产生交变电动势（电流计指针来回摆动）．引导学生比较单、三相交流发电机的异同． （1）单相交流发电机和三相交流发电机 单相发电机：只有一个线圈，产生一个交变电动势。 三相发电机：有三个互成120°的 ? U1 V2 1 W1 N S U2 - + W2 ? ? 图1 三相交流发电机原理示意图
《电工技术基础与技能》复习题 7．初识正弦交流电 一、选择题： 1．人们常说的交流电压220V 是指交流电压的（ ） A ．最大值 B ．有效值 C ．瞬时值 D ．平均值 2．关于交流电的有效值，下列说法正确的是（ ） A ．最大值是有效值的3倍 B ．有效值是最大值的2倍 C ．最大值为311V 的正弦交流电，就其热效应而言，相当于一个220V 的直流电 D ．最大值为311V 的正弦交流电，可以用220V 的直流电代替 3．一个电容器的耐压为250V ，把它接入正弦交流电中使用，加在它两端的交流电压的有效值可以是（ ）。 A ．150V B ．180V C ．220V D ．都可以 4．已知V t u )6 314sin(2100π - =，则它的角频率、有效值、初相分别是（ ） A ．6 2100/314π -、V 、s rad B ．6 100/100π π-、V 、 s rad C ．6 10050π -、V 、 Hz D ．6 100/314π 、V 、 s rad 5．某正弦交流电的初相角2 0π ?- =，在t =0时，其瞬时值将（ ） A ．大于零 B ．小于零 C ．等于零 D ．不能确定 6．A t i ωsin 51=与A t i )30sin(52?-=ω的相位差是（ ） A ．30° B ．－30° C ．0° D ．无法确定 7．两个同频率正弦交流电21、i i 的有效值各为40A 和30A ，当21、i i 的有效值为50V 时，1i 与2i 的相位差是（ ） A ．0° B ．180° C ．45° D ．90° 8．某交流电压V t u )4 100sin(100π π+ =，当s t 1.0=时的值是（ ） A ．V 7.70- B ．V 7.70 C ．V 100 D ．V 100- 9．某正弦交流电压的有效值为380V ，频率为50Hz ，在t =0时的值为380V ，则该正弦 电压的表达式为（ ） A ．V t u )90314sin(380?+= B ．V t u 314sin 380= C ．V t u )45314sin(2380?+= D ．V t u )45314sin(2380?-= 10．如右图所示的矢量图中，交流电压1u 与2u 的相位关系是（ ） A ．1u 比2u 超前75° B ．1u 比2u 滞后75° C ．1u 比2u 超前30° D ．无法确定 11．一个电热器接在10V 的直流电源上，产生一定的热功率。把它改接到交流电源上，使产生的热功率是直流时的一半，则交流电源电压的最大值应是（ ）。 A ．7．07V B ．5V C ．14V D ．10V 12．已知正弦交流电V t u )3 20sin(501π + =，V t u )6 10sin(1002π + =，它们的相位差 是（ ）。 A ． 6 π B ．6π - C ．0 D ．无固定相位差 二、填空题： 1．我国工农业生产和生活照明用电电压是 V ，其最大值 V ；周期T= s ，频率f= Hz ，角频率ω= rad/s 2． 、 和 是确定一个正弦量的三要素，它们 分别表示正弦量变化的幅度、快慢、和起始状态。 3．常用的表示正弦量的方法有 、 和 ，它们都能将正弦量的三要素准确地表示出来。 4．交流电压V t u )6 100sin(1.14π π+ =，则该交流电压的最大值为 V ，有效 值为 V ，周期为 s ，频率为 Hz ，角频率 rad/s ，初相位为 ，当t =0．1s 时，电压u= V 。 5．频率为50Hz 的正弦交流电，当U=220V ，uo ?=60°，I=10A ，io ?=?-30时，它们的表达式为u= V ，i= A ，u
关于《正弦交流电的三要素》说课稿 名位老师、各位专家：你们好！ 今天我要为大家讲的课题是：正弦交流电的基本概念之一——正弦交流电的三要素。 首先，我对教材及课题的内容进行分析； 一、教材及课题的内容分析 1、在教材中所处的地位及作用 本着职业技术教育教学要“理论联系实际”，“一切从学生的实际需要出发”的理念。在第五章“正弦交流电路”第五节“正弦交流电的基本概念”教学内容中“正弦量的三要素”作为的重点。重新整合出一节来讲授，把其它基本概念放在后一节来讲，因为“正弦量的三要素”在正弦交流电路当中始终是处在一个核心的地位和起到一个贯穿整个正弦交流电路的主线作用。不管用解析式、波形图、矢量图等哪种正弦量表示法，都离不开“正弦量三要素”这个核心。 正弦交流电的分析，实质上就是“三要素”的计算。] 我们日常生活中，常与正弦交流电打交道，但学生们对正弦交流电的理性认识尚甚少。为什么特别指出不能把直流电路中的规律简单地套用到交流电路中去，在第一节的教学内容主要使学生能对正弦交流电有一个初步的认识。抓住波形图表示法，详细介绍最大值，频率、初相位这三个物理量，使学生对“三要素”有个透彻的认识。 2、教育教学目标 （1）通过课前的准备，培养学生自主学习的能力。 （2）利用波形图的直观性，理解正弦交流电的三要素，有效值、相位的概念，再用解析式，进一步巩固这些知识。 （3）掌握正弦量周期、频率、角频率的关系，掌握频率正弦量的相位比较。 （4）通过课堂学习，使学生有学习正弦交流电路的兴趣。 3、重点、难点以及确定的依据 （1）重点 a、频率、周期、角频率的定义以及三者间的关系。 b、最大值、有效值的定义以及二者间的关系。 c、初相的确定 （2）难点 初相的确定 （3）依据 以上重点都是正弦交流电路的核心知识，只有掌握它才能进行后续的教学。 难点初相的确定，即要运用正弦量的知识，又要运用数学的三角函数的知识。 二、教学策略及手段 运用波形图表示法在课堂中讲授“正弦交流电三要素”（附图），再通过实 验室应用信号发生器和示波器演示正弦交流波形中最大值、频率和初相的 变化。
正弦交流电的产生教 学设计 教学过程 复习旧课 提问：导体切割磁力线会产生感生电动势，感生电动势的大小与哪些物理量有关、方向如何确定？ 方向：右手定则 大小：e=Blvsinα α——导体运动方向与磁感应强度方向夹角 引入新课
多媒体课件展示：正弦波、锯齿波、矩形波、尖脉冲波这些电信号与前面所学的稳恒直流电相比具有一个共同点，即大小和方向均随时间周期性变化，这种电压、电流、电动势统称为交流电。 而其中按正弦规律变化的即是正弦交流电 ．．．．．。 交流电由于能方便地利用互感现象变换电压，便于远距离输送和用户的使用，在日常生活中广泛应用，那么它是如何产生的呢？ 讲述新课 板书课题： §7-1正弦交流电的产生 一、设置悬念、激发探究（３分钟） １、展示手摇发电机并简述其构成。 定子────一对磁极 转子────线圈、集电环 ２、演示：先快速转动手柄，再缓慢旋转，提示学生观察小灯泡状态。 提问：小灯炮一闪一亮说明了什么？ 引导学生共同回答：转子转动过程中有电流产生流经小灯泡。 结合实物说明：转子转动过程中与磁场方向垂直的导体切割磁力线(或磁通发生变化)产生了感生电动势，从而在闭合回路产生感生电流。 进一步询问：为什么是一闪一亮？流经小灯泡的到底是什么样的电流？ 通过下面的分析过程我们可以找到答案。
二、分析交流电产生原理（18分钟） １、用多媒体课件来模拟交流电产生过程 点击“播放”按钮，提示学生观察电流表指针位置如何变化。 提问：电流表指针如何动作? 现象：在指针零刻度两边周而复始地来回摆动。 设问：电流表指针位置变化说明什么？ 结论：交流发电机产生的是交变电流，电流强度和电流方向都 是随时间做周期性变化 ．．．．．．．．．的。 提问：线圈在磁场中旋转一周时，交流电的方向改变几次？在什么位置变化？大小如何随之变化？ ２、用“分步”画面将电流变化与线圈位置变化联系起来 将画面停在线圈与磁极分界面重合、转过９０度、１８０度、２７０度、３６０度五个特殊位置观察。 ①先引导学生观察到线圈每经过磁极分界面感生电动势方向改变一次，并引出中性面概念。 ②再引导学生观察到感生电动势大小如何变化。
电工技术基础与技能 第七章 初识正弦交流电 练习题 班别：高二（ ） 姓名： 学号： 成绩： 一、是非题 1、通常照明用交流电电压的有效值是220V ，其最大值即为380V 。 （ ） 2、正弦交流电的平均值就是有效值。 （ ） 3、正弦交流电的有效值除与最大值有关外，还与他的初相有关。 （ ） 4、如果两个同频率的正弦电流在某一瞬间都是5A ，则两者一定同相且幅值相等。 （ ） 5、10A 直流电和最大值为12A 的正弦交流电，分别流过阻值相同的电阻，在相等的时间内， 10A 直流电发出的热量多。 （ ） 6、正弦交流电的相位，可以决定正弦交流电在变化过程中瞬时值的大小和正负。 （ ） 7、初相的范围应是-2π～2π。 （ ） 8、两个同频率正弦量的相位差，在任何瞬间都不变。 （ ） 9、只有同频率的几个正弦量的矢量，才可以画在同一个矢量图上进行分析。 （ ） 10、若某正弦量在t=0时的瞬时值为正，则该正弦量的初相为正；反之则为负。 （ ） 11、两个同频率正弦交流电压之和仍是正弦交流电压。 （ ） 二、选择题 1、人们常说的交流电压220V 、380V ，是指交流电压的（ ）。 A.最大值 B.有效值 C.瞬时值 D.平均值 2、关于交流电的有效值，下列说法正确的是( )。 A.最大值是有效值的1.732倍 B.有效值是最大值的1.414倍 C.最大值为311V 的正弦交流电压，就其热效应而言，相当于一个220V 的直流电压 D.最大值为311V 的正弦交流电，可以用220V 的直流电代替 3、一个电容器的耐压为250V ，把它接入正弦交流电中使用，加在它两端的交流电压的有效值 可以是（ ）。 A.150V B.180V C.220V D.都可以 4、已知V t u )6314sin(2100π - =，则它的角频率、有效值、初相分别为（ ） 。 A. 6V 2100314rad/s π、、- B. 6100V rad/s 100π 、、π- C. 6100V Hz 05π、、- D. 6 100V 314rad/s π 、、 5、某正弦交流电的初相角φ0=-90°，在t=0时，其瞬时值将( )。 A.等于零 B.小于零 C.大于零 D.无法确定 6、A )152sin(5V )15sin(5?-=?+=t i t u ωω与 的相位差是 ( )。 A.30° B.0° C.-30° D.无法确定 7、两个同频率正弦交流电流i 1、i 2的有效值各为40A 和30A ，当i 1+i 2的有效值为50A 时，i 1 与i 2的相位差是( )。 A.0° B.180° C.45° D.90° 8、某交流电压V )4 t 100sin(100ππ+=u ，当t=0.01s 时的值是( )。 A.-70.7V B. 70.7V C.100V D.-100V 9、某正弦电压的有效值为380V ，频率为50Hz ，在t=0时的值u=380V ，则该正弦电压的表达式 为( )。 A. V t u )90314sin(380?+= B. tV u 314sin 380= C. V t u )45314sin(2380?+= D. V t u )54-314sin(2380?= 10、图7-26所示的矢量图中，交流电压u 1与u 2的相位关系是( )。 A. u 1比u 2超前75° B. u 1比u 2滞后75° C. u 1比u 2超前30° D.无法确定 11、对非正弦波进行谐波分析时，与非正弦周期波频率相同的分量称为( )。 A.谐波 B.直流分量 C.基波 D.二次谐波 三、填充题 1、工频电流的周期T= 0.02 s ，频率f= 50 Hz ，角频率ω= 314 rad/s 。 2、我国生活照明用电电压是 220 V ，其最大值为 311 V 。 3、 最大值 、 角频率 和 初相 是确定一个正弦量的三要素，它们分别表示正弦量变化的幅 度、快慢和起始状态。 4、常用的表示正弦量的方法有 解析式 、 波形图 和 矢量图 ，它们都能将正弦量 的三要素准确地表示出来。 5、交流电压V )6 t 100sin(1.14π π+=u ，则U= 10 V ，f= 50 Hz ，T= 0.02 s ， φ0= 30° ；t=0.1s 时，u= 7.05 V 。 6、频率为50Hz 的正弦交流电，当U=220V ，φu0=60°，I=10A ，φi0=-30°时，它们的表达式为 u=)60t 314sin(2220?+V ，i=)30t 314sin(210?—A ，u 与i 的相位差为 90° 。
交变电流教案课程文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
选修3-2 §《交变电流》 教学目标 知识与技能： （1）使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。 （2）掌握交变电流的变化规律及表示方法。 （3）理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。 过程与方法： （1）掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）。 （2）培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。（3）培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。 情感、态度与价值观： 培养学生理论联系实际的思想 教学重点：交变电流产生的物理过程的分析 教学难点：交变电流的变化规律及应用 教学过程： 新课导入： 今天我们开始学习交变电流，交变电流是电磁感应现象的进一步延伸。 新课教学： （一）探究手摇交流发电机输出电流的特点： 实验一：用手摇交流发电机对小灯泡供电 现象：小灯泡一闪一闪地发光 结论：电流的大小是周期变化的
现象：两个发光二极管轮流发光 结论：电流的方向是周期变化的 做周期性的变化。 大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流（AC） 方向不随时间变化的电流称为直流（DC） （二）探究交变电流的产生原理： 交流发电机的构造： 哪些边切割磁感线（ab和cd） 问题讨论： （1）在转动过程中，哪个位置线圈中没有电流，哪个位置线圈中没有电流，哪个位置线圈中电流最大 物理学中把线圈平面垂直与磁感线的位置成为中性面。 2、你能判断出线圈从中性面开始逆时针转动一周中，线框中电流方向的规律吗 3、你能总结线圈在转动过程中，电流的方向的变化规律吗 线圈平面每经过中性面时，感应电流的方向就改变一次，线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。 4、你能定性的分析出线圈从中性面转动半周过程中电流的大小变化规律吗 从中性面开始转动过程中，电流从零逐渐变大到最大，再由最大减小到下一个中性面变为零。
正弦交流电的基本概念教案 1.在电力系统中，从发电到输配电，用的都是交流电 这里的电源是交流发电机。在前面我们介绍过一个最简单的原理性交流发电机，它是靠线圈在磁场中转动而获得的交变的感应电动势的。交流发电机产生的交变电动势随时间变化的关系图，基本上是正弦或余弦函数的波形，这样的交流电叫做简谐交流电。 2.在无线电电子设备中的各种电讯号，大多也是交流电信号 这里电讯号的来源是多种多样的。在收音机、电视机中通过天线接收了从电台发射到空间的电磁波。形成整机的讯号源。 3.在许多电子测量仪器（如交流电桥、示波器、频率计、Q 表等）中，这些讯号发生器自身也是一些特殊的电子电路，靠它激发的自生振荡，为其它测量仪器提供交流电动势。在各种无线电电子设备中往往具有多级放大电路，这时除了整机的交流电源外，前一级放大器的输出是后一级的输入，对后一级电路来说，我们也可以把前一级作
为讯号源。实际中不同场合应用的交流随时间变化的波形是多种多样的： （1）市电是50周的简谐波； （2）电子示波器用来扫描的讯号是锯齿波； （3）电子计算机中采用的讯号是矩形脉冲； （4）激光通讯用来载波的是尖脉冲； （5）广播电台发射的讯号在中波段是535KC—1605KC的调幅波（即振幅随时间变化的简谐波）； （6）电视台和通讯系统发射的讯号兼有调幅和调频波（即频率随时间变化的简谐波）。 这里讲的“波”是习惯说法，其实都是电流i 随时间t的变化状态（即振动状态），而不是波。我们知道，波方程必须既是时间t 又是空间r（或其中之一，如x）的函数。虽然交流电的波形多种多样,但其中最重要的是简谐交流电，这是因为：
正弦交流电练习题 一、选择题： 1、两个正弦交流电电流的解析式是i 1=10sin(314t+ 6π)A, i 2=102sin(100πt+4π)A,这两个试 中两个交流电流相同的量是 A 、最大值 B 、 有效值 C 、周期 D 、初相位 2、已知一交流电流,当t=0时,i 1=1A,初相位为30°,则这个交流电的有效值为 A 、0.5A B 、 1.414A C 、 1A D 、 2A 3、正弦交流电的三要素是指 A 、振幅、周期、频率 B 、 周期、频率、角度 C 、振幅、频率、初相 D 、振幅、频率、相位差 4、一个电热器接在10V 的直流电源上和接在交流电源上产生的热量相同，则交流电源电压的最大值为 A 、5V B 、102V C 、 10 V D 、 52V 5、一个电热器接在10V 的直流电源上，产生一定的热功率，把它改接到交流电源上，使产生的热功率是直流时的一半，则交流电源电压的最大值应是 A 、7.07V B 、5V C 、14V D 、120V 6、一个电容器的耐压为250V ，把它接入正弦交流电路中使用时，加在电容器上的交流电压有效值可以是 A 、250V B 、200V C 、176V D 、150V 二、填空题： 1、 和 都随时间 变化的电流叫做交流电。 2、正弦交流电的最大值Um 与有效值U 之间的关系为 。 3、工厂中，一般动力电源电压为 ，照明电源电压为 ，安全电压低于 的电压。 4、正弦交流电的三要素是 、 、 。 5、已知一正弦交流电源i=sin （314t-4π）A ，则该交流电的最大值为 ，有效值为 ，初相位为 ，频率为 ，周期为 ，t=0.1s 时，交流电的瞬时值为 。 7、有一交流电源，其频率为10KHZ ，则此交流电的周期是 。 8、有一个直流电源和一个交流电流分别通过同一 ，经过相同时间产生的 相同，则
北京理工大学珠海学院 信息科学技术学院 教案 课程名称：电路分析基础 课程性质：专业基础必修 主讲教师：吴安岚 联系电话：131 E-MAIL：
课时分配表
第1课 一．章节名称 1.1电路和电路模型；1.2电路的基本物理量 二．教学目的 1、掌握内容：理想电路元件、电路模型的概念； 电流、电压、电位、功率的概念；电流、电压参考方向。 2、了解内容：电路的作用、组成。 三．安排课时：2学时 四．教学内容（知识点） 1．理想电路元件、电路模型； 电流、电压、电位、功率的定义、表达式、单位； 电流、电压参考方向。 2．功率的正负,功率平衡。 3．电路的作用、组成、分类。 五．教学重难点 重点：1．电流、电压参考方向。 2．功率的正负,功率平衡。 难点：功率的正负,功率平衡。 六．选讲例题 重点讲解P8的检查学习结果。 七．作业要求 1.2，1.3----------纸质。 八．环境及教具要求 多媒体教室、多媒体课件。 九．教学参考资料 邱关源《电路》，蔡元宇《电路及磁路》，李瀚荪《电路分析基础》。
一．章节名称 1.3 基尔霍夫定理 二．教学目的 1、掌握内容：基尔霍夫定理；按电流、电压参考方向列KCL、KVL方程。KCL、KVL定理推广。 2、了解内容：无。 三．安排课时：2学时 四．教学内容（知识点） 1．基尔霍夫定理； 2．按电流、电压参考方向列写KCL、KVL方程。解方程。 3．KCL、KVL定理推广。例题。 五．教学重难点 重难点：1、按电流、电压参考方向列KCL、KVL方程。 2、电流、电压参考方向的正确标注与应用。 六．选讲例题 重点讲解P9[例1.1]、P10[例1.2]和P11的检查学习结果。七．作业要求 1.10，1.19----------纸质。 八．环境及教具要求 多媒体教室、多媒体课件。 九．教学参考资料 邱关源《电路》，蔡元宇《电路及磁路》，李瀚荪《电路分析基础》。
正选交流电路+三相交流电知识点整理（1） 1、正选交流电与直流电的区别 所谓正弦交流电路，是指含有正弦电源(激励)而且电路各部分所产生的电压和电流(响应)均按正弦规律变化的电路。交流发电机中所产生的电动势和正弦信号发生器所输出的信号电压，都是随时间按正弦规律变化的。它们是常用的正弦电源。在生产上和日常生活中所用的交流电，一般都是指正弦交流电。因此，正弦交流电路是电工学中很重要的一个部分。 直流电路：除在换路瞬间，其中的电流和电压的大小与方向(或电压的极性)是不随时间而变化的，如下图所示： 正选交流电：正弦电压和电流是按照正弦规律周期性变化的，其波形如下图所示。正弦电压和电流的方向是周期性变化的。 正弦量：正弦电压和电流等物理量。正弦量的特征表现在变化的快慢、大小及初始值三个方面，而它们分别由频率(或周期)、幅值(或有效值)和初相位来确定。所以频率、幅值和初相位就称为确定正弦量的三要素。 2、周期T与频率f 周期T：正弦量变化一次所需的时间。单位：秒（s） 频率f：每秒内变化的次数。单位：赫兹（Hz） 两者关系：频率是周期的倒数 f=1/T
高频炉的频率是200- 300kHz；中频炉的频率是500-8000Hz；高速电动机的频率是150 -2000Hz; 通常收音机中波段的频率是530-1600kHz ，短波段是2.3-23MHz；移动通信的频率是900MHz和1800MHz; 在元线通信中使用的频率可高 300 GHz。 正弦量变化的其他表达方式：角频率 正弦量变化的快慢除用周期和频率表示外，还可用角频率ω来表示。因为一周期内 经历了 2π弧度(图 4.1.3) ，所以角频率为： 上式表示 T，f,ω三者之间的关系，只要知道其中之一，则其余均可求出。 3、幅值与有效值 正弦量在任一瞬间的值称为瞬时值，用小写字母来表示，如 i ， U 及 e 分别表示电流、电压及电动势的瞬时值。瞬时值中最大的值称为幅值或最大值，用带下标 m 的大写字母来表示，如Im， Um 及 Em 分别表示电流、电压及电动势的幅值。 正弦电流的数学表达式： i= I msinωt u = Umsinwt 正弦电流、电压和电动势的大小往往不是用它们的幅值，而是常用有效值(均方根值)来计量的。 参考资料：有效值是从电流的热效应来规定的，因为在电工技术中，电流常表现出其热效应。不论是周期性变化的电流还是直流，只要它们在相等的时间内通过同一电阻而两者的热效应相等，就把它们的安[培]值看作是相等的。就是说，某-个周期电流 i 通过电阻 R (譬如电阻炉)在一个周期内产生的热量，和另一个直流 I 通过同样大小的电阻在相等的时间内产生的热量相等，那么这个周期性变化的电流 i 的有效值在数值上就等于这个直流 I。 周期内电流的有效值:
教师课时授课计划（教案）
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课时计划副页 第页共页 授课内容时间分配 提问： 1．在交流电产生的过程中，矩形线圈转到什么位置时线圈中 的电流最大？什么位置电流为零？（线圈平面平行磁感线：中性面）2．两个完全相同的交流发电机，其矩形线圈也以相同的转速 匀速转动，那么这两个发电机所产生的交变电动势有何异同？（交 变电动势的频率、最大值相同；达到最大值的时刻不同） 3．如果把三个相同的矩形线圈固定在同一轴上，并使之在匀 强磁场中转动，这三个线圈是否都产生电动势？为什么？（产生， 穿过每个线圈回路的磁通量都发生变化） 二、引入三相交流电 三相交流电路的优点： 1、三相交流发电机的铁心及电枢磁场较单相发电机利用充分； 2、作为三相交流电负载的三相电动机比单相电机性能好，易维护， 运转时比单相发电机的振动小； 3、理论和实践证明：在输电距离、输送功率、电压相等的条件下， 三相输电是单相输电所用导线量的四分之三； 4、采用三相四线制输电，用户可得两种不同的电压； 5、工农业生产大量使用交流电动机，三相电动机比单相电动机性 能平稳可靠。
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课时计划副页 第页共页 授课内容 时间 分配 图像直观地表达了三相交变电流各相电动势的异同。 三相电动势随时间按正弦规律变化，它们到达最大值（或零值） 的先后顺序，叫做相序。 从图2中可以看出，e U超前达最大值，又超前达最大值，这种 U-V-W-U的顺序叫正序，若相序位U-W-V-U叫负序。二、三相四线 制电源 在低压供电系统（市电220V）中常采用三相四线制供电，把三 相绕组的末端U2、V2、W2连结成一个公共端点，叫做中性点（零点）， 用N表示，如图3所示。从中性点引出的导线叫做中性线（零线）， 用黑色或白色表示。中性线一般是接地的，又叫做地线。从线圈的 首端U1、V1、W1引出的三根导线叫做相线（俗称火线），分别用黄、 绿、红三种颜色表示。这种供电系统称作三相四线制，用符号“Y0” 表示。 图2 对称三相电动势的波形图和旋转式量图
正弦交流电的物理量教 学设计 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
“四六三职场导学”教学设计 专业：机械数控 学科：电工电子技术与技能 课题：正弦交流电的物理量 教师：彭文岚
《正弦交流电的物理量》教学设计 一、任务描述 本节课选自中等职业教育规划教材《电工电子技术与技能》第三章《交流电路》第1节《正弦交流电》。本节主要讲解表征正弦交流电的各物理量的概念、意义、计算，这几方面为后续学习做好了基础，对应用和生产实践也有着重要的指导意义，所以本节内容是本章重点和难点之一。 二、教学目标及重难点 1.知识目标 1）掌握正弦交流电的三要素； 2）掌握周期、频率和角频率之间的关系； 3）理解有效值和相位差的概念； 2.能力目标 1）掌握交流电路概念； 2）学会分析简单电路。 3.情感目标 通过本节课教学，提高学生学习电学知识的热情。 4.重点难点 重点：掌握周期、频率和角频率之间的关系。 难点：理解有效值和相位差的概念。 三、教学资源 白板课件字母卡片 四、教学方法 主要采用任务驱动法、讲授法、小组讨论等教学方法，体现“教为主导，学为主体”的教学原则。通过教师创设形象生动的教学氛围，让学生能主动参与，积极探究，善于思考，协作学习，从而提高学生分析问题，解决问题的能力。 五、教学过程 1.组织教学（2分钟） 老师提前三分钟进入教室，课前一分钟提醒学员准备上课，以小组为单位，整理地面、桌面、清点人员。
老师向学生问好：“各位优秀的同学，大家好”学生回答：“好，很好，非常好！”。听到大家响亮的回答，我能感觉到大家的状态是真的非常好，希望大家将这种非常好的状态保持90分钟。因为我们今天要学习难度比较大但是又很重要的一部分知识：正弦交流电的基本物理量。 通过这节课的学习，你需要达到四个目标：1）掌握正弦交流电的三要素；2）掌握周期、频率和角频率之间的关系；3）理解有效值和相位差的概念；4）学会分析简单电路。 设计说明：通过师生间的问候，拉近彼此的距离，并为之后的知识输入做好铺垫。 2. 导入新课（8分钟） 每组出一名同学进行“萝卜蹲”游戏，通过游戏对之前所学的物理量进行复习，引发学生学习兴趣，从而导入新课课题——正弦交流电的基本物理量。 游戏规则：每组出一名同学，通过抽牌决定代表的物理量，开始游戏。扮演XX的同学念“XX蹲， XX蹲， XX蹲完YY蹲”，并做出相应动作， XX完成后YY立即跟上，念“YY蹲，YY蹲，YY蹲完ZZ蹲”。 设计说明：通过热身游戏既提高了学生的学习兴趣，使学生上课注意力更为集中，同时又复习了以前所学知识，可谓是一举两得。 注：对最后胜出的两名同学给予爱的鼓励，并给其所在的小组加分。 3.复习旧知（8分钟） 教师提问：（1）什么是直流电，交流电？学生思考后回答。 明确了直流电和交流电的定义之后，讨论：你的身边有哪些直流用电器和交流用电器？ （2）正弦交流电是如何产生的？学生思考后回答。 教师总结：正弦交流电的产生遵循电磁感应定律。 设计说明：温故而知新，讨论的加入使学生对交流电的认识更为深刻。 4.检查学生预习情况（3分钟） 教师：课后让大家自己预习一下这部分内容，大家预习了吗？ 学生：预习了。