第七章 初识正弦交流电(电工技术基础与技能 )

《电工技术基础与技能》全册电子教案完整版教学设计项目一认识电工实训室与安全用电任务一初识电工技术基础与技能课程（1课时）学习目标（1）了解电的现象。

（2）了解电工技术基础与技能课程的学习目的、内容，对本门课程形成总体认知。

一、电的由来电是物质的一种属性。

一般物质不带电，当物质中有多余负电时将带负电，缺少负电时将带正电。

二、电的分类电按照电荷是否可以自由移动分成静电和电流两种。

1.静电：是不能流动的电荷。

2.电流：是可以移动的电荷。

当物体内部的电荷有规则地定向移动就形成电流。

电流又分为直流电流和交流电流两大类。

大小和方向都不随时间变化电流，称为直流电流（用字母“DC”表示）；大小和方向都随时间变化的电流，称为交流电流（用字母“AC”表示）。

三、本门课程学习内容主要内容包括认识电工实训室与安全用电、电路的基本概念、直流电路分析、电容、电磁应用技术、正弦交流电路、安全用电等7个项目内容任务二认识实训设备及器材（2课时）学习目标（1）了解电工实训室的实训设备及器材。

（2）学会使用电工基本工具。

一、走进电工实训室（结合实训室实景讲解）配合实训室讲解介绍高压、低压交直流电源和各种常用电工仪表（万用表、兆欧表、钳表等）。

二、实训设备配合实训室讲解实训设备包括交直流电源、各种低压电器元件、常用电工仪表与工具等。

1.交流电源实训室能提供220 V、380 V、0~24 V三种交流电源。

2.直流电源实训室能提供0~30 V可变直流电源。

3.各种低压电器元件实训室能提供各种低压电器元件，完成电动机控制线路的实训。

4.常用电工仪表实训室能提供万用表、电压表、电流表、偏口钳、螺丝刀等常用电工仪表与工具（图1-11~图1-16），完成各项实训任务。

任务三实训室安全用电（1课时）学习目标掌握实训室的安全操作规程，学会急救方法，能对紧急状况进行正确处理。

一、实训室操作规程（1）进入实训室时，应穿好工作服、绝缘鞋，不得佩戴手链等金属饰品。

《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 ．150VB ．180VC ．220VD ．都可以 4．已知V t u )6314sin(2100π-=，则它的角频率、有效值、初相分别是（ ）A ．62100/314π-、V 、s rad B ．6100/100ππ-、V 、s radC ．610050π-、V 、Hz D ．6100/314π、V 、s rad5．某正弦交流电的初相角20πϕ-=，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 )4100sin(100ππ+=，当s t 1.0=时的值是（ ）A ．V 7.70-B ．V 7.70C ．V 100D ．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。

《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 ．150VB ．180VC ．220VD ．都可以 4．已知V t u )6314sin(2100π-=，则它的角频率、有效值、初相分别是（ ） A ．62100/314π-、V 、s rad B ．6100/100ππ-、V 、s radC ．610050π-、V 、Hz D ．6100/314π、V 、s rad 5．某正弦交流电的初相角20πϕ-=，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、ii 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 )4100sin(100ππ+=，当s t 1.0=时的值是（ ）A ．V 7.70-B ．V 7.70C ．V 100D ．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。

《电工技术基础与技能》第二版参考答案第1章课程导入1.1认识电工实验实训室思考与练习1．直流交流2．有电切断1.2安全用电常识思考与练习1．50mA36V2．正确安装用电设备安装漏电保护装置电气设备的保护接地电气设备的保护接零3．用水和泡沫复习与考工模拟一、是非题1．×2．√3．√4．×5．×6．√7．×8．√9．√10．×二、选择题1．B2．A3．A4．C5．C三、简答题1．电工实验实训室通常的电源配置有：①两组可调直流稳压电压；②3～24V多挡低压交流输出；③单相交流电源；④TTL电源；⑤三相交流电压输出。

2．常用电工仪器仪表有：电流表、电压表、万用表、示波器、毫伏表、频率计、兆欧表、钳形电流表、信号发生器、单相调压器等。

常用电工工具有：老虎钳、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、螺丝刀、镊子、电工刀、试电笔等。

3．实验实训室的安全操作规程：（1）实验实训前必须做好准备工作，按规定的时间进入实验实训室，到达指定的工位，未经同意，不得私自调换。

（2）不得穿拖鞋进入实验实训室，不得携带食物进入实验实训室，不得让无关人员进入实验实训室，不得在室内喧哗、打闹、随意走动，不得乱摸乱动有关电气设备。

（3）任何电气设备内部未经验明无电时，一律视为有电，不准用手触及，任何接、拆线都必须切断电源后方可进行。

（4）实训前必须检查工具、测量仪表和防护用具是否完好，如发现不安全情况，应立即报告老师，以便及时采取措施；电器设备安装检修后，须经检验后方可使用。

（5）实践操作时，思想要高度集中，操作内容必须符合教学内容，不准做任何与实验实训无关的事，（6）要爱护实验实训工具、仪器仪表、电气设备和公共财物。

（7）凡因违反操作规程或擅自动用其他仪器设备造成损坏者，由事故人作出书面检查，视情节轻重进行赔偿，并给予批评或处分。

（8）保持实验实训室整洁，每次实验实训后要清理工作场所，做好设备清洁和日常维护工作。

《电工技术基础与技能》课程标准一、课程性质本课程是中等职业学校电子电工类专业必修的一门理论与实践相结合的专业类平台课程，其任务是让电子电工类各专业学生掌握安全用电、直流电路、电容与电感、磁场及电磁感应、正弦交流电、照明电路，以及三相异步电动机基本控制线路装调与检修等基础知识和基本技能，为培养其行业通用能力提供课程支撑，同时也为《电子技术基础与技能》《电气控制与PLC应用技术》等后续课程的学习奠定基础。

二、学时与学分144学时，8学分。

三、课程设计思路本课程按照立德树人的要求，突出职业能力培养，兼顾中高职课程衔接，高度融合电工基础知识、基本技能的学习和职业精神的培养。

1.依据电子电工专业类行业面向和职业面向，以及《中等职业学校电子电工专业类课程指导方案》中确定的人才培养定位、综合素质、行业通用能力，按照知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度，突出电工技术基本能力的培养，结合学生职业生涯发展需要，确定本课程目标。

2.根据课程目标，以及电工等岗位需求，对接国家职业标准（初级）、职业技能等级标准（初级）中涉及电工技术的基础理论、基本技能和职业操守，兼顾职业道德、职业基础知识、安全知识、相关法律法规知识，反映技术进步和生产实际，体现科学性、前沿性、适用性原则，确定本课程内容。

3.以电工技术为主线，将电工岗位必备的电工知识、技能与职业素养有机融入所设置的模块和教学单元。

遵循学生认知规律，参考学生的生活经验，序化教学内容。

四、课程目标学生通过学习本课程，掌握电工技术的基础知识与基本技能，养成科学态度和精神，树立创新意识，提高解决实际问题的能力。

1.理解电路的基本概念、基本定律和定理，掌握基本电路的计算方法，了解其在生产生活的实际应用。

2.会分析简单电路的组成，理解电路的基本原理，能按电工工艺规范连接电路。

3.能规范操作常用电工工具及仪表，能识别与检测常用电工元件。

4.能排除直流电路、正弦交流电路、照明电路和三相异步电动机基本控制线路中的简单故障。

● 直流电：方向保持不变的电流或电压。

直流电路中电荷只向一个方向运动。

● 交流电：大小和方向随时间作周期变化的电压或电流。

交流电路中电荷在一周期内时而向一个方向流动，时而向相反方向流动。

● 什么是正弦交流电？正弦交流电是指大小和方向随时间按照正弦函数规律变化的电压或电流。

● 正弦：将一个角α的一边固定，一个锐角的对边与斜边之比，称为这个锐角的正弦。

把这个比值用符号sin α表示，α为这个锐角。

αsinA=y __rAQPP ’Q ’yrPQAP=PQ ’AP ’=...=P ’ Q ’’’sin α=● 正弦函数：当角α为变量，且从0到2π弧度连续变化时，sin α也随之变化。

如图，在半径r=1的单位圆中，将角α的顶点与原点O 重合，一条边与x 轴正向重合,另一边与圆相交与点P ，点P 的纵坐标为y P 。

逆时针旋转角α的的另一边，则角α睡着旋转而角度增大，P 点在圆弧上移动，角α的正弦值始终等于y P 。

sin α=y r__P =y P在以角度α的值为横轴，正弦值为纵轴的坐标系中画出α取值在[0,2π]区间内连续变化时的正弦函数的曲线。

α若：角度α的Ox边固定，自由边OP以原点O为圆心，随时间t以恒定角速度ω逆时针旋转，那么有α=ωt。

即：自由边扫过的角度α，与时间t成正比。

ωt由于自由边OP旋转的角速度ω取值恒定，将sinωt化简为对时间t的函数，此时可看出正弦函数的周期为：2π/ω。

既有T=2π/ωt● 正弦函数的α增大到超过2π时，自由边OP 又重新转回到第一象限，此后正弦值的情况与α在[0,2π]时相同。

即有：一个周期的时间用T 表示，T=2π/ω. ●● 正弦函数电的性质：1、同频率的正弦量之和或差仍为同一频率的正弦量,正弦量的导数或积分也为同一频率的正弦量。

2、任一周期性变化的量,都可以用傅立叶级数分解为直流分量和一系列不同频率的正弦波分量的叠加。

3、不同频率的简谐成分在线性电路中波形独立，互不干扰。

正弦交流电的基本知识《正弦交流电的基本知识》正弦交流电是我们日常生活中常见的一种电流形式。

它是以正弦函数形式变化的电流，其频率一般为50Hz或60Hz。

正弦交流电在能源传输、电力系统和电子设备中起着重要的作用。

本文将介绍正弦交流电的基本知识，包括定义、特点、频率与周期、相位、有效值等概念。

正弦交流电是由电力系统交流发电机产生的。

电压和电流以周期性的方式变化，并且遵循正弦函数的规律。

特点之一是它们在时间上是连续变化的，因此可以通过相位来描述它们的状态。

另一个特点是它们的变化是周期性的，即在一定时间内电压和电流会重复变化。

频率是正弦交流电中重要的概念，它表示单位时间内交流电变化的次数。

在国际上，电力系统的频率一般为50Hz或60Hz，即每秒变化50次或60次。

周期是频率的倒数，用来表示正弦交流电一个完整变化的时间长度。

例如，在50Hz的电力系统中，一个完整的周期为1/50秒。

频率和周期是正弦交流电的基本参数，直接影响到电力系统的运行和电子设备的工作。

正弦交流电的变化可以通过相位来描述。

相位表示在一个周期内电流或电压的状态。

在一个周期内，电流和电压都会从0（或最大值）逐渐变化到最大值（或0），并再次回到0（或最大值）。

相位差描述了电流和电压之间的延迟关系，它用来表示电流和电压的状态差异，单位通常为角度或弧度。

有效值是正弦交流电中另一个重要的概念。

它是电流或电压在一个周期内的平均值，并且与相应的直流电值相等。

由于正弦交流电的变化是周期性的，因此取平均值可以消除电流或电压的周期性变化，从而得到它们的有效值。

总之，正弦交流电是一种以正弦函数形式变化的电流。

它在能源传输、电力系统和电子设备等领域中起着重要的作用。

了解正弦交流电的基本知识，包括定义、特点、频率与周期、相位、有效值等概念，可以帮助我们更好地理解和运用交流电。

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φ=-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、 u5sin( t 15 )V 与 i 5sin( 2 t 15 )A的相位差是 ()。

A.30 °B.0°C.-30°D. 无法确定一、是非题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 11、通常照明用交流电电压的有效值是 220V ，其最大值即为 380V 。

（ ） 与 i 2 的相位差是 ( )。

2、正弦交流电的平均值就是有效值。

（） A.0 °B.180°C.45°D.90 °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。

（ ）8、某交流电压 uπtπ)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。

（ ）100 sin(100 45、 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，A.-70.7VB. 70.7VC.100VD.-100V10A 直流电发出的热量多。

（ ） 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。

（ ） 为 ( )。

7、初相的范围应是 -2 π～ 2π。

（ ） A. u380 sin(314t 90 )VB.u380sin 314tV8、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。

6. h =5sin t A 与 i^5sin(・t-30 )A 的相位差是()T= ________ s ,频率 f= ________ H z ，角频率 3 = __________ rad/sA . -70.7VB . 70.7VC . 100VD . - 100V2.__________ 、 ______________ 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u =14.1sin （100二t _______ ）V ，则该交流电压的最大值为V ，有效6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= __________ VO9.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（）5.频率为50Hz 的正弦交流电，当 U=220V , 「uo =60 ° , I=10A ，‘ ］。

=-30时，它们 的表达式为 u= __________________________ V , i= ________________________ A , u《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（ ）O A . 150V B . 180VC . 220VD .都可以 r — TL 4.已知u =10^. 2 sin （314t ）V ，则它的角频率、有效值、初相分别是（ ）6A . u=380sin(314t 90 )VB . u = 380sin314tVC . u=380、.2s in (314t 45 )VD . u = 380、、2 si n(314t-45)V10 .如右图所示的矢量图中， 交流电压u 1与u 2的相位关系是 （）■ U30° A . u 1比u 2超前75° 45°B . u 1比u 2滞后75°U 2C . u 1比u 2超前30° 选择题第10题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。