正弦交流电三要素的知识要点
一、正弦交流电的三要素（ ）（ ）（ ），分别描述的是交流电的什么特征（ ）（ ）（ ）。
二、正弦交流电的瞬时值解析式：
1、
2、
3
练习：1、 （ ） 和 （ ）都随时间（ ）变化的电流叫做交流电。
2、两个正弦交流电电流的解析式是i1=10sin(314t+6π)A, i2=102sin(100πt+4π
)A,这两个试中两个交流电流相同的量是（ ）
三、正弦交流电有效值与最大值之间关系式：
1 、
2 、 3、
四、最大值定义（ ）、瞬时值定义（ ）、有
效值定义（ ），都是表述交流电（ ）特征的。 练习：1一个电热器接在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
2、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
五、周期定义（ ）、频率定义（ ）、角
频率定义（ ），都是描述交流电（ ）的。
六、周期、频率、角频率三者之间关系式是：
1、
2、
我国照明电路电压（ ），最大值是（ ），频率是（ ）， 则周期是如何计算的：
角频率是如何计算的：
七、相位的定义（ ）相位差定义（ ）初相位定义（ ） 练习：已知一交流电流,当t=0时,i1=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 八、两组交流电有五种状态分别是：同相，条件是（ ）；反相，条件是（ ）；正交，条件是（ ）；超前，条件是（ ）；滞后，条件是（ ）。 练习：某正弦电压的最大值U m =310V,初相φu =300;某正弦电流的最大值I m =14.1A,初相φi =-600。它们的频率均为50Hz 。（1）分别写出电压和电流的瞬时值表达式。（2）正弦电压和电流的相位差，二者是什么关系？（超前、滞后？）（同相、反相、正交？）
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。 三、学情分析 教师和学生的教与学是一个过程，不仅体现在45分种的课堂上，更应体现在课外活动中，让学生把课堂中所学知识与实际生活联系起来，职业技术学校的学生普遍存在学习主动性不够，参与面少，成绩不理想。为了调动每位学生的学习兴趣，要求学生在课外收集有关用电器铭牌数据，让学生在课堂上听讲时与实际看到的参数联系起来，更好地理解“正弦交流电的三要素”再通过实验室使用示波器信号发生器，让学生亲手调节波形变化，
交流电的基本概念本节概述： 一、静电、直流电、交流电 二、交流电的基本知识 1）交流电的概念 2）交流电的分类 3）交流电的经济意义 4）交流电的优点 三、正弦交流电的基本知识 1）正弦交流电的概念 2）正弦交流电的表示方法 3）正弦交流电的三要素
一、静电、直流电、交流电 静电： 是一种静止不动的电，就好像把水放在一根平放的管子里，水在管中静止不动一样，也就是当电荷积聚不动时，这种电荷称为静电。 直流电： 是指方向一定而大小不变的电流，我们使用的手电筒和拖拉机、汽车上的电池都是直流电。 交流电： 是指方向和大小都在不断改变的电流。我们常见的电灯、电动机等用的电都是交流电。在实用中，直流电用符 号"="表示，交流电用符号"~"表示。 二、交流电的基本知识 ?1、交流电的基本概念 交流电，简称“交流”。一般指大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流。它的最基本的形式是正弦电流。我国交流电供电的标准频率规定为50赫兹。交流电随时间变化的形式可以是多种多样的。不同变化形式的交流电其应用范围和产生的效果也不同的。以正弦交流电应用最为广泛，且其他非正弦交流电一般都可以经过数学处理后，化成为正弦交流电的迭加。 ?2、交流电的分类 ?交流电按其性质分分以下三种： １、正弦交流电：电流和电压的大小和方向随时间呈正弦规律变化，是最
基本的交流电。 ２、模拟交变信号：用大小和方向都随时间变化的交流表示声音、图像信息内容的交流电称为模拟交变信号。例如模拟声音的交流称为音频信号，模拟图像的交流称为视频信号。 ３、脉冲：顾名思义，脉冲含有脉动和短促的意思。将这一意义推广到电工学上泛指按一定规律（不按正弦规律）出现的电流和电压。 常见的脉冲信号有以下几种：（１）方形波（矩形波）；（２）三角波（斜波、锯齿波）；（３）梯形波（４）阶梯波；（５）钟形波。 若交流电随时间按周期性规律变化，则称为周期性交流电，如下图所示： ?3、交流电的使用意义 在现代共农业生产和日常生活中，广泛地使用着交流电。主要原因是与直流电相比，交流电在产生、输送和使用方面具有明显的优点和重大的经济意义。例如在远距离输电时，采用较高的电压可以减少线路上的损失。对于用户来说，采用较低的电压既安全又可降低电器设备的绝缘要求。这
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 专业基础必修课程性质： 吴安岚主讲教师：131 联系电话：
：E-MAIL 53 / 1 课时分配表 53 / 2 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》。 53 / 3 第2课 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》。 53 / 4 第3课 一．章节名称 1.4 电压源和电流源 1.5电路的等效变换 1.5.2 电源之间的等效变换 二．教学目的 1、掌握内容：理想电压源和理想电流源的特性。 实际电压源和实际电流源的特性。 实际电压源和实际电流源的等效变换。 2、了解内容：无。 三．安排课时：2学时 四．教学内容（知识点） 1．等效变换的概念。理想电压源和理想电流源的特性。 2．实际电压源和实际电流源的特性。实际电压源和实际电流源的等效变换。3．电路的伏安关系式。 五．教学重难点
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。
三相正弦交流电（一） 1、交流电的优点 |Ψt 图一交流、直流电波形图 现在我们广泛地使用着交流电，主要原因是与直流电相比，交流电在产生、输送和使用方面具有明显的优点和经济意义。例如： （1）、电压的改变，通过变压器很方便就能实现。 a 在远距离输电时，采用较高的电压可以减少线路上的损失。 b 对于用户来说，采用较低的电压既安全又可降低电器设备的绝缘要 求。 （2）、交流设备的使用优点。
如异步电动机比起直流电动机来，具有构造简单、性价比高，使用方 便等优点。 (3)、在一些非用直流电不可的场合，如工业上的电解和电镀，直流马达等， 也可利用整流设备，将交流电转化为直流电。 2、交流电的分类 （1）正弦交流电和非正弦交流电 交流电有正弦和非正弦之分。 正弦交流电的优点： a,变化平滑 b.不易产生高次谐波 非正弦交流电：各种非正弦交流电都可由不同频率的正弦交流电叠加而 成（用傅里叶分析法），因此可用正弦交流电的分析方 法来分析非正弦交流电。 （2）正弦交流电的分类：以相的数目来分，有两相，三相，六相等。对 称三相因为有很多优点，所以应用最为广泛。 例如： a,在输送电能上，输电距离，输送功率，线间电压，输电材料都相同的 条件下，则三相输电所用的铜线（或铝线），比单相节约25%； b、同功率的三相发电机比单相发电机体积小，节约材料。 c、三相发电机的结构简单，维护和使用都其它为方便。
所以，目前世界上电力系统所采用的供电方式，绝大多数是属于三 相制的。 3 正弦交流电的三要素： 随时间按照正弦函数规律变化的电压和电流。由于交流电的大小和方向 都是随时间不断变化的,也就是说,每一瞬间电压（电动势）和电流的数值都不 相同,所以在分析和计算交流电路时,必须标明它的正方向。 确定一个正弦量必须具备三个要素，即振幅值，角频率和初相。也就是 说知道了三要素，一个正弦量就可以完全确定的表现出来。 |Π|Π 图二正弦电动势波形图 正弦交流电的三要素: (1)最大值(振幅值)
第七章 正弦交流电路的基本概念测试题 一、填空题 1．交流电流是指电流的大小和____ 都随时间作周期变化，且在一个周期内其平均值为零的电流。 2．正弦交流电路是指电路中的电压、电流均随时间按____ 规律变化的电路。 3．正弦交流电的瞬时表达式为e =____________、i =____________。 4．角频率是指交流电在________时间内变化的电角度。 5．正弦交流电的三个基本要素是_____、_____和_____。 6．我国工业及生活中使用的交流电频率____，周期为____。 7． 已知V t t u )270100sin(4)(?+-=，m U = V ，ω= rad/s ， Ф = rad ，T= s ，f= Hz ，T t= 12 时，u(t)= 。 . 8．已知两个正弦交流电流A )90314sin(310A,)30314sin(100 20 1+=-=t i t i ，则21i i 和的相 位差为_____，___超前___。 9．有一正弦交流电流，有效值为20A ，其最大值为______。 10．已知正弦交流电压V )30314sin(100 +=t u ，该电压有效值U=_____。 11．已知正弦交流电流A )60314sin(250 -=t i ，该电流有效值I=_____。 12．已知正弦交流电压() V 60314sin 22200 +=t u ，它的最大值为___，有效值为____，角频 率为____，相位为____，初相位为____。 二、选择题 1、两个同频率正弦交流电的相位差等于1800时，则它们相位关系是____。 a)同相 b)反相 c)相等 2、图4-1所示波形图，电流的瞬时表达式为___________A 。 a))302sin(0+=t I i m ω b) )180sin(0 +=t I i m ω c) t I i m ωsin = ) 3、图4-2所示波形图中，电压的瞬时表达式为__________V 。 a) )45sin(0-=t U u m ω b) )45sin(0+=t U u m ω c) )135sin(0 +=t U u m ω 4、图4-3所示波形图中，e 的瞬时表达式为_______。 a) )30sin(0-=t E e m ω b) )60sin(0-=t E e m ω c) )60sin(0 +=t E e m ω 5、图4-1与图4-2两条曲线的相位差ui ?=_____。 a) 900 b) -450 c)－1350 6、图4-2与图4-3两条曲线的相位差ue ?=_____。 a) 450 b) 600 c)1050 7、图4-1与图4-3两条曲线的相位差ie ?=_____。 ~ a) 300 b) 600 c)－ 1200
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：
6 正弦交流电 【课题名称】6.1 正弦交流电的基本概念 【课时安排】 1课时 【教学目标】 1．理解正弦交流电的基本概念。 2．了解正弦交流电的瞬时值与波形图 【教学重点】 重点：正弦交流电的基本概念 【教学难点】 难点：正弦交流电瞬时值概念的理解 【关键点】 明确正弦交流电同直流电的区别 【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、示波器、信号发生器 【教学过程】 一、导入新课 教师可用示波器或多媒体演示直流电压和正弦交流电压的波形，引导学生分析正弦交流电与直流电波形各自的特点。从而引出本节课的学习内容——正弦交流电。 二、讲授新课 教学环节1：正弦交流电的基本概念 教师活动：教师可利用多媒体或用示波器演示正弦交流电的波形；引导学生说说电压或电流随时间变化的规律 学生活动：学生可根据多媒体展示或示波器演示的波形图，在教师的引导下总结正弦交流电与直流电的区别，进一步了解非正弦交流电的基本概念，同时可联系已经学过的知识进行拓展。 知识点： 正弦交流电：大小和方向都随时间按正弦规律作周期性变化的交流电。 非正弦交流电：大小和方向随时间不按正弦规律变化的，如矩形波、三角波等。 教学环节2：正弦交流电的瞬时值与波形图 教师活动：教师可利用多媒体或用示波器演示正弦交流电的波形，说明在任一瞬间，交流电都有确定的大小和方向。 学生活动：学生可在教师的引导下学习瞬时值的概念和表示方法。 知识点： 1．瞬时值：交流电的电压或电流在变化过程的任一瞬间，都有确定的大小和方向，叫
做交流电的瞬时值。交流电的瞬时值通常用小写字母表示，如u、i、e、p等分别表示电压、电流、电动势、功率的瞬时值。 2．波形图：在直角坐标系中，用横坐标表示时间t，纵坐标表示交流电的瞬时值，把某一时刻t和与之对应的u或i作为平面直角坐标系中的点，用光滑的曲线把这些点连接起来，就得到交流电u或i随时间变化的曲化，即波形图。通过波形图可以直观地了解电压或电流随时间变化的规律。 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．正弦交流电的基本概念。 2．交流电瞬时值与波形图。 四、课堂练习 教材中思考与练习第1、2题 五、课后反思 本节所讲授的内容是咱们生活中广泛使用的交流电，概念有点抽象，使用多媒体授课，更容易接受
课题7－1交流电的产生 课型 新课 授课班级授课时数 1 教学目标1．掌握交流电的概念及其变化规律。2．了解交流电的波形图表示法。 教学重点 交流电的变化规律及波形图表示法。教学难点 交流电的波形图表示法。 学情分析 学生在物理中已接触过交流电的概念。教学效果
新课 教后记 课前复习 1．电流产生磁场。 2．磁场对电流的作用力。 3．电磁感应现象E = B l v sin θ 第一节交流电的产生 一、交流电的产生 演示：由图引出交流电的概念。 1．交流电：强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交流电。2．交流电的变化规律 中性面：跟磁力线垂直的平面叫中性面。 （1）线圈平面跟中性面重合的时刻开始计时 ①某一瞬间整个线圈中的感应电动势： e = 2 B l v sinωt 或者 e = E m sinωt E m = 2 B l v 式中：e ??电动势的瞬时值
E m ??电动势的最大值 由上式知在匀强磁场中匀速转动的线圈里产生的感应电动势是按正弦规律变化的。 ② 当线圈平面转到与磁感线平行的位置时，由于ωt = π / 2，sin ωt = 1，所以此时的感应电动势最大e = 2 B l v ；当线圈平面转到与磁感线垂直时，此时感应电动势最小，e = 0。 ③ 若线圈和电阻组成闭合电路，则电路中就有感应电流。 I = R e = R E m sin ωt = I m sin ωt 式中：R —— 整个闭合电路的电阻 I m —— 电流的最大值 i —— 电流强度的瞬时值 ④ 电压的瞬时值 u = I R ' = I m R' sin ωt = U m sin ωt 式中：R' —— 某段导线的电阻 U m —— 电压的最大值 由上可知：感应电动势、感应电流、外电路中一段导线上的电压都按正弦规律变化。 （2）线圈平面跟中性面有一夹角 ? 时开始计时 e = E m sin (ωt + ) i = I m sin (ωt + ) u = U m sin (ωt + ) 正弦交流电：按正弦规律变化的交流电。 二、交流电的波形图 1．讲解如图 2．用描点法画出I = I m sin ωt 和u = U m sin （ωt + ?）的图形，其中? =6 π。 练习
正弦量的三要素教案
环节内容和过程教学设计 复习 引入 提问引入 导入新课 新课内容 复习旧课要点： 戴维宁定理：任何一个线性有源二端网络，对外 电路来说，都可以用一个理想电压源和电阻串联的电 路来等效代替。如图： 提问： 1、大家接触过哪些用电器？（学生举例） 2、它们用的是直流电还是交流电？（学生回答） 单相正弦交流电的三要素 一、直流电、交流电的波形对比和定义 电压、电流大小和方向随时间按正弦规律变化的 称为正弦交流电。可用三角函数式(解析式)来表示， 即 i ( t ) = I m sin（ωt+φ）； u ( t ) = U m sin（ωt+φ） 二、单相正弦交流电的三要素 以i ( t ) = I m sin（ωt+φ）为例讲明三要素 的概念，改变I m 、ω、φ的值，观察波形的变化，从 而引出单相正弦交流电的三要素。 教师提问： 复习戴维宁定 理 提问引入交流 电概念 通过波形图，对 比认识直流电和 交流电，从而引 出单相正弦交流 电 PPT演示波形的 变化 通过波形图认识 最大值，并以习 题巩固加深理解
新课内容 1、最大值 表示正弦交流电在整个变化过程 中所能达到的最大值，为表达式中的I m 。 例1：写出下图交流电的最大值 2、周期、频率、角频率 1）周期：交流电每循环一次所需要 的时间叫周期。周期用符号T来表示， 单位是秒（s）。 2）频率：频率是指一秒钟内交流电 重复变化的次数，用字母 f 表示，单位 是赫兹，简称赫（Hz）。 1 f= T 3）角频率：表示交流电每秒钟内变化的角度， 单位是弧度/秒。 2 ==2f T π π 例2：写出下图交流电流的周期、频率、角频率。 3、初相角 通过例题巩固 通过波形图认识 周期，再由公式 导出频率、角频 率PPT动画演示 角频率的变化 通过例题巩固
备课组长签名教师签名 班级机电1411-1412 日期 课题正弦交流电的基本概念、三要素 教学目的（知识教学与素质教学） 1.掌握正弦交流电的三要素； 2.掌握交流电的有效值； 教学重点：三要素的定义及联系 教学难点：正弦交流电三要素 课型：理论课 主要教学方法：讲授、分析、练习、答疑 教学过程教学方法 时间分配 一、组织教学： 二、导入新课： 多媒体课件展示：正弦波、锯齿波、矩形波等。这些信号与前面所学的直流电相比有一个不同点，即大小和方向都随时间周期性变化，这种电压、电动势统称为交流电。而其中按正弦规律变化即是正弦交流电。 三、新授： 正弦交流电三要素5分钟 10分钟 让学生与稳恒直流电对比引出正弦交流电的概念，并说明交流电的广泛应用。 30分钟
教 学 过 程 教学方法 时间分配 1. 周期与频率（角频率）：表示正弦交流电变化的 快慢。 周期（T ）：正弦量循环变化一次所需要的时间，（s ） 频率（f ）：f=1/T ，（Hz ） 角频率（w ）：（rad/s ）T f /22ππω== 2．幅值与有效值：表示正弦量的大小 幅值（I m 、U m ）：正弦量任意瞬间的值称为瞬时值（i ，u ），瞬时值中的最大值叫做幅值。 有效值（I 、U ）：交流电的有效值是根据它的热效应来定义的，为幅值的： m m I I I 707.02/== m m U U U 707.02/== 3.相位与初相位 初相位（φ）：式中的)(?ω+t ）称为正弦量的相位角或者相位，它反映出正弦量变化的进程，当t=0时相位角称为初相位角或者初相位。 相位差（?）：两个同频率正弦量相位角或初相位之差。 两个同频率的正弦量的时间差与相位差、角频率的关系为： 多媒体演示周期、幅度、初相位的变化，让学生只管形象的理解正弦交流电的三要素。 强调初相位与相位差的区别和联系。 10分钟
课题：正弦交流电的基本概念 一、教学目标 1、了解正弦交流电的产生。 2、理解正弦量解析式、波形图、三要素、有效值、相位、相位差的概念。 3、掌握正弦量的周期、频率、角频率的关系掌握同频率正弦量的相位比 较。 二、教学重点、难点分析 重点： 1、分析交流电产生的物理过程。使同学了解线圈在磁场中旋转一周的时 间内，电流的大小及方向是怎样变化的。 2、掌握正弦量的周期、频率、角频率的关系，掌握同频率正弦量的相位 比较。 3、交流电有效值的概念。 难点： 1、交流电的有效值。 三、教具 手摇发电机模型、电流表、小灯泡。 电化教学设备。 四、教学方法 讲授法，多媒体课件。 五、课时计划：4课时 六、教学过程 Ⅰ.知识回顾 提问：什么条件下会产生感应电流？根据电磁感应的知识，设计一个发电机模型。 学生设计：让矩形线框在匀强磁场中匀速转动。
II.新课 一、交流电的产生 （第一、二课时） 1、演示实验 如图5-3所示作演示实验，演示交流电的产生。 展示手摇发电机模型，介绍主要部件（对应学生设计的发电机原理图）， 进行演示。 第一次发电机接小灯泡。当线框缓慢转动时，小灯泡不亮；当线框快转时， 小灯泡亮了，却是一闪一闪的。 第二次发电机接电流表。当线框缓慢转动时电流计指针摆动；仔细观察， 可以发现：线框每转一周，电流计指针左右摆动一次。 表明电流的大小和方向都做周期性的变化，这种电流叫交流电。 2、分析——交流电的变化规律 投影显示（或挂图）：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程。 (1) 线圈平面垂直于磁感线（甲图），ab 、cd 边此时速度方向与磁感线平行， 线圈中没有感应电动势，没有感应电流。 （教师强调指出：这时线圈平面所处的位置叫中性面。 中性面的特点：线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，感应电动势最小为零，感应电流为零。） (2) 当线圈平面逆时针转过90°时（乙图），即线圈平面与磁感线平行时， ab 、cd 边的线速度方向都跟磁感线垂直，即两边都垂直切割磁感线， 图1 交流电发电机原理示意图
正弦交流电三要素的知识要点 一、正弦交流电的三要素（ ）（ ）（ ），分别描述的是交流电的什么特征（ ）（ ）（ ）。 二、正弦交流电的瞬时值解析式： 1、 2、 3 练习：1、 （ ） 和 （ ）都随时间（ ）变化的电流叫做交流电。 2、两个正弦交流电电流的解析式是i1=10sin(314t+6π)A, i2=102sin(100πt+4π )A,这两个试中两个交流电流相同的量是（ ） 三、正弦交流电有效值与最大值之间关系式： 1 、 2 、 3、 四、最大值定义（ ）、瞬时值定义（ ）、有 效值定义（ ），都是表述交流电（ ）特征的。 练习：1一个电热器接在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 2、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 五、周期定义（ ）、频率定义（ ）、角 频率定义（ ），都是描述交流电（ ）的。 六、周期、频率、角频率三者之间关系式是： 1、 2、 我国照明电路电压（ ），最大值是（ ），频率是（ ）， 则周期是如何计算的： 角频率是如何计算的： 七、相位的定义（ ）相位差定义（ ）初相位定义（ ） 练习：已知一交流电流,当t=0时,i1=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 八、两组交流电有五种状态分别是：同相，条件是（ ）；反相，条件是（ ）；正交，条件是（ ）；超前，条件是（ ）；滞后，条件是（ ）。 练习：某正弦电压的最大值U m =310V,初相φu =300;某正弦电流的最大值I m =14.1A,初相φi =-600。它们的频率均为50Hz 。（1）分别写出电压和电流的瞬时值表达式。（2）正弦电压和电流的相位差，二者是什么关系？（超前、滞后？）（同相、反相、正交？）
第七章 正弦交流电路的基本概念测试题 一、填空题 1．交流电流是指电流的大小和____ 都随时间作周期变化，且在一个周期内其平均值为零的电流。 2．正弦交流电路是指电路中的电压、电流均随时间按____ 规律变化的电路。 3．正弦交流电的瞬时表达式为e =____________、i =____________。 4．角频率是指交流电在________时间内变化的电角度。 5．正弦交流电的三个基本要素是_____、_____和_____。 6．我国工业及生活中使用的交流电频率____，周期为____。 7． 已知V t t u )270100sin(4)(?+-=，m U = V ，ω= rad/s ， Ф = rad ，T= s ，f= Hz ，T t= 12 时，u(t)= 。 8．已知两个正弦交流电流A )90314sin(310A,)30314sin(100 20 1+=-=t i t i ，则21i i 和的相 位差为_____，___超前___。 9．有一正弦交流电流，有效值为20A ，其最大值为______。 10．已知正弦交流电压V )30314sin(100 +=t u ，该电压有效值U=_____。 11．已知正弦交流电流A )60314sin(250 -=t i ，该电流有效值I=_____。 12．已知正弦交流电压() V 60314sin 22200 +=t u ，它的最大值为___，有效值为____，角频 率为____，相位为____，初相位为____。 二、选择题 1、两个同频率正弦交流电的相位差等于1800时，则它们相位关系是____。 a)同相 b)反相 c)相等 2、图4-1所示波形图，电流的瞬时表达式为___________A 。 a))302sin(0+=t I i m ω b) )180sin(0 +=t I i m ω c) t I i m ωsin = 3、图4-2所示波形图中，电压的瞬时表达式为__________V 。 a) )45sin(0-=t U u m ω b) )45sin(0+=t U u m ω c) )135sin(0 +=t U u m ω 4、图4-3所示波形图中，e 的瞬时表达式为_______。 a) )30sin(0-=t E e m ω b) )60sin(0-=t E e m ω c) )60sin(0 +=t E e m ω 5、图4-1与图4-2两条曲线的相位差ui ?=_____。 a) 900 b) -450 c)－1350 6、图4-2与图4-3两条曲线的相位差ue ?=_____。 a) 450 b) 600 c)1050 7、图4-1与图4-3两条曲线的相位差ie ?=_____。 a) 300 b) 600 c)－ 1200
正弦交流电的基本概念教案
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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：
第2章正弦交流电路 本章要求：1、理解正弦交流电的三要素、相位及有效值。 2、掌握正弦交流电的各种表示方法及相互之间的关系。 3、理解电路基本定律的相量形式和阻抗，并掌握用相 量法计算简单正弦交流电路的方法。 4、掌握有功功率和功率因数的计算，了解瞬时功率、 无功功率、视在功率的感念和提高功率因数的意 义。 本章重点：1、正弦交流电的三要素、相位及有效值。 2、正弦交流电的各种表示方法及相互之间的关系。 3、相量法计算简单正弦交流电路的方法。 4、有功功率和功率因数的计算。 本章难点：1、用相量法计算简单正弦交流电路的方法。 2、有功功率和功率因数的计算。 教学时数：18学时 教学方法：自学+多媒体教学 教学内容： 3.1 正弦交流电基本概念 一、正弦交流电 １、交流电 －－－大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流叫做周 期性交流电，简称交流电。又分正弦交流电和非正弦交流电。 ２、交流电的优越性： ①交流电可以利用变压器方便的改变电压、便于输送、分配和使用。 ②交流电动机比相同功率的直流电动机结构简单，成本低，使用维护方便。教学方法说明 交流电路不仅是交流电机和变压器的基本理论基础,同时也要为电子电路做好理论准备,它是工程技术、科学研究和日常生活中常碰到的。所以这一章是本课程的重要内容之一。 分析与计算交流电路，主要是确定不同参数和不同结构的各种电路中电压与电流之间的关系和功率。交流电路具有用直流电路的概念无法分析和无法理解的物理现象。因此，学生在学习本章时必须必须建立“交流电”的概念，特别是“相位”的概念，否则容易引起错误。
③可以应用整流装置，将交流电变换成所需的直流电。 二、正弦交流三要素 １、瞬时值、最大值和有效值 （1）、瞬时值 ----交流电在任意时刻的值称为在这一时刻交流电的瞬时值。交流电动 势、电压和电流的瞬时值分别用小写字母e 、u 、i 表示。 （2）、最大值 ----最大的瞬时值，也称为幅值或峰值。交流电动势、电压和电流的最大值分别用E m 、U m 和I m 表示。 （3）、有效值 ----若一个交流电流和一个直流电流分别通过阻值相同的电 阻，在相同时间内产生的热量相等，那么就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。交流电动势、电压和电流的有效值分别用大写字母E 、U 和I 表示。 ? 直流电流I 通过电阻R 在一个周期T 内所产生的热量为 Q=I 2RT ? 交流电流i 通过电阻R 在一个周期T 内所产生的热量为 ? 若交流电流为正弦交流，i =I m sin ωt ，则 ? 即 这表明振幅为1A 的正弦电流，在能量转换方面与0 707A 的直流电流的实际效果相同。 正弦交流电的有效值和最大值之间有如下关系： 小结： １、人们常说的交流电压220V 、380V 指的就是有效值。 ２、电气设备铭牌上所标的电压、电流值以及一般交流电表所 有效值和幅值表示的是正弦 量的大小。交流电的有效值是从交流电流与直流电流具有相等的热 效应观点引出的。在这里注意强调，有效值与最大值的关系只适用于 任何周期性变化量，但不能用于非周期量。 sin(m i ωt I i ?+ == T t R i Q 0 2 d =T t i T I 0 2d 1m T m I I t t I T I 707.02 d sin 10 2 2 == = ?ωm I I I 707 .02 == m m 707.02 E E E ==
正弦交流电练习题 姓名班级 一选择题: 1、两个正弦交流电电流的解析式是i1=10sin(314t+)A, i2=10sin(100πt+)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,i1=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、10V C、 10 V D、 5V 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-）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。 6、如图所示是正弦交流电流的波形图，它的周期是0.02s，那么它的初相位是，电流的最大值是
第周第课时月日课题正弦交流电的基本概念（一） 知识目标了解正弦交流电的产生 能力目标理解正弦量解析式、波形图、三要素、有效值、相位、相位差的概念 教学内容及组织教法 [课题引入] 1、提问相关知识 2、引入本节课题 [新课内容]（以讲解为主） 一、正弦交流电的产生 根据法拉第电磁感应定律，研制出了交流发电机。图5—3所示是最简单的交流发电机的原理示意图，可用来说明交流发电机工作的基本原理。 在图(a)中，将一个可以绕固定转动轴转动的单匝线圈abcd放置在匀强磁场中，为了避免在线圈转动过程中，两根引出的导线扭绞到一起，把线圈的两根引线分别接到与线圈一起转动的两个铜环上，铜环通过电刷与外电路连接。当线圈abcd在外力作用下，在匀强磁场中以角速度ω匀速转动时，线圈的ab边和cd边作切割磁感线运动，线圈中产生感应电动势。如果外电路是闭合的，闭合回路中将产生感应电流。ad和bc边的运动不切割磁感应线．不产生感应电流。图(b)所示的是转动线圈的截面图。线圈abcd以角速度ω逆时针匀速转动。设在起始时刻，线圈平面与中性面的夹角为Φo，t时刻线圈平面与中性面夹角为ωt+Φo。从图中可以看出，cd边运动速度v与磁感应线方向的夹角也是ωt+Φo，设cd边的长度为L，磁场的磁感应强度为B，则由于cd边作切割磁感应线运动所产生的感应电动势为 同样的道理，ab边产生的感应电动势为 由于这两个感应电动势是串联的，所以整个线圈产生的感应电动势为
式中，Em=2BLv是感应电动势的最大值，又叫振幅。 可见，发电机产生的电动势按正弦规律变化，可以向外电路输送正弦交流电。 应当指出，实际的发电机构造比较复杂，线圈匝数很多，而且嵌在硅钢片制成的铁心上．叫做电枢；磁极一般也不止一对，是由电磁铁构成的。一般多采用旋转磁极式，即电枢不动，磁极转动。 二、正弦交流电的周期、频率和角频率 1．周期 从下图中可以看出，在线圈abed转动一周的过程中，电流要完成一次从零→最大+→零→反向最大一零的变化过程。每转一周，电流都将按同样规律变化。这种周而复始的变化，叫做周期性变化。完成一次周期性变化所用的时间，叫做周期，用T表示，单位是秒。在下图中，横坐标轴上由0到T的这段时间就是一个周期。 2．频率 交流电在单位时间内(1 s)完成周期性变化的次数，叫做频率。频率用字母f表示，单位是赫[兹]，符号为Hz。频率常用的单位还有千赫(kHz)和兆赫(MHz)，其换算关系为 如果交流电的频率是50 Hz，即每秒钟做50次周期性变化，那么完成一次周期性变化所用的时间是1∕50s， 所以周期是1∕50s。显然，周期和频率之间有倒数关系，即 我国发电厂发出交流电的频率都是50 Hz，习惯上称为“工频”。 频率和周期都是反映交流电变化快慢的物理量。如果周期越短(频率越高)，那么交流电变化就越快。 3．角频率 在式e＝Emsin(ωt+Φo)中，w是线圈转动的角速度。在仅有一对磁极的情况下，线圈转动一周，线圈中感应电动势也变化一周，也就是电动势的电角度变化了2π弧度。因此ω是单位时间内电角度的变化量，ω叫做角
一轮复习（二） 一、填空题 1.正弦交流电的三要素为_______、________和________。 2.已知一正弦交流电流的最大值是50A，频率为50HZ,初相位为120°，则其解 析式为_______________________。 3.一个1000Ω的纯电阻负载，接在u=311sin（314t+30°）V的电源上，负载 中电流I=_____A，i=____________________A。 4.已知一个电感L=5H的线圈，接到电压u=500 2 sin（100t+π/6）V的电源 上，则电感的感抗为__________，电流的瞬时表达式为________________________。 5.图2-1所示为两个正弦交流电的向量图，已知u1=311sin（5πt+π/3）V,u2的有 效值为220V，则两者的相位关系为_______________，其瞬时值的表达式为____________________。 6.已知某交流电路，电源电压u=100 2 sin（ωt-30°）V，电路中通过的电流 i= 2 sin（ωt-90°）A，则电压和电流之间的相位差是_____，电路的功率因 数cosφ=_______,电路消耗的有功功率P=_______，电路的无功功率Q=_______，电源输出的视在功率S=_______。 7.在电感性负载两端并联一只适当的电容器后，电路的功率因数_______，线路 中的总电流_______，但电路的有功功率_______，无功功率和视在功率都_______。 8.如图2-2所示的电路中，电流表的读数为______，电压表的读数为______。 2—1图2—2图 9.一个电感线圈接到电压为120V的直流电源上，测得电流为20A；接到频率 为50HZ、电压为220V的交流电源上，测得电流为28.2A，则线圈的电阻R=_______Ω,电感L=_____mH。 10.在RLC串联电路中，总电压与各部分电压的向量关系为________________， 总阻抗为____________________；当电路满足_____________条件时，电路呈感性，总电压_______(超前或滞后或同相)电流；当电路满足_______条件时，电路呈容性，总电压_______(超前或滞后或同相)电流；当电路满足_______条件时，电路呈阻性，总电压_______(超前或滞后或同相)电流，并称电路的这种状态为______________。 二、选择题 1.已知某交流电流，t=0时的瞬时值i O=10A，初相位为φO=30°，则这个交流电的有效值为（） A、20A B、20 2 A C、14.14A D、10A