第1章-电能的产生
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《电能的产生》课件1页数:18
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第一节电能的产生教案页数:8
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第一节 电能的产生页数:20
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1. 第一节 电能的产生页数:4
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《电能的产生》教案 沪科版页数:5
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第1节 电能的产生页数:17
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电力产生和输送
一、电力系统 二、工业与民用供电系统 三、供电质量
第二节 电力的输送和分配
一、电力系统
为了供电的安全连续可靠 和经济，将各类发电厂的发电 机、变电所、输电线、配电设 备和用电设备联系起来组成一 个整体，这个整体就称为电力 系统，如图所示。
第二节 电力的输送和分配
由于发电厂往往建立在离用电中心很远的地方，因此，必 须进行远距离输电。
从输电角度来讲，电压越高，则输送的距离越远，传输的 容量就越大，电能的消耗也越小。
但从用电角度来讲，为了人身安全和降低用电设备的制造 成本，则电压低些为好。
为此，大中型发电厂发出的电都要经过升压，然后由输电 线送到用电区，再进行降压并分配给用户。即采用高压输电， 低压配电的方式。
第二节 电力的输送和分配
3．频率质量 我国交流电力设备的额定频率为 50 Hz，频率偏差一般不超 过 ± 0.5 Hz 。若电力系统容量达 3 000 MW 以上时，频率偏差 不得超过 ± 0.2 Hz 。
第二节 电力的输送和分配
4．电压波形质量 由于大型晶闸管整流装置及一些新零件的使用，导致供电 系统中电流、电压波形发生变化，使其他用电设备损耗增大、 寿命缩短，过大的畸变还会影响一些电气设备正常工作。
2．特种变压器 是指在特殊场合使用和特别用途的变压器，例如电焊机变 压器、电炉变压器、控制变压器、整流变压器、自耦变压器等。
第三节 变压器的用途和原理
3．仪用变压器 用于仪表测量技术中，如电流互感器、电压互感器等。
4．其他变压器 如高压变压器、脉冲变压器等。
第三节 变压器的用途和原理
二、变压器的基本结构
第三节 变压器的用途和原理
一、变压器的用途 二、变压器的基本结构 三、变压器的基本原理 四、变压器的空载运行和变压比 五、变压器的负载运行和变流比 六、变压器的外特性 七、变压器的效率
第二节 电力的输送和分配
一、电力系统
为了供电的安全连续可靠 和经济，将各类发电厂的发电 机、变电所、输电线、配电设 备和用电设备联系起来组成一 个整体，这个整体就称为电力 系统，如图所示。
第二节 电力的输送和分配
由于发电厂往往建立在离用电中心很远的地方，因此，必 须进行远距离输电。
从输电角度来讲，电压越高，则输送的距离越远，传输的 容量就越大，电能的消耗也越小。
但从用电角度来讲，为了人身安全和降低用电设备的制造 成本，则电压低些为好。
为此，大中型发电厂发出的电都要经过升压，然后由输电 线送到用电区，再进行降压并分配给用户。即采用高压输电， 低压配电的方式。
第二节 电力的输送和分配
3．频率质量 我国交流电力设备的额定频率为 50 Hz，频率偏差一般不超 过 ± 0.5 Hz 。若电力系统容量达 3 000 MW 以上时，频率偏差 不得超过 ± 0.2 Hz 。
第二节 电力的输送和分配
4．电压波形质量 由于大型晶闸管整流装置及一些新零件的使用，导致供电 系统中电流、电压波形发生变化，使其他用电设备损耗增大、 寿命缩短，过大的畸变还会影响一些电气设备正常工作。
2．特种变压器 是指在特殊场合使用和特别用途的变压器，例如电焊机变 压器、电炉变压器、控制变压器、整流变压器、自耦变压器等。
第三节 变压器的用途和原理
3．仪用变压器 用于仪表测量技术中，如电流互感器、电压互感器等。
4．其他变压器 如高压变压器、脉冲变压器等。
第三节 变压器的用途和原理
二、变压器的基本结构
第三节 变压器的用途和原理
一、变压器的用途 二、变压器的基本结构 三、变压器的基本原理 四、变压器的空载运行和变压比 五、变压器的负载运行和变流比 六、变压器的外特性 七、变压器的效率
《电能的产生》电能从哪里来PPT课件 图文
过程中能量转化的描述正确的是( )
A.叶片将光能转化为化学能
B.电动机将机械能转化为电能
关闭
太C.阳太能阳电能池电板池在工板作将时太把阳太能阳能转转化化为为电电能能,太阳能电池又为电动机提供电流,电动机工
作D.时小把花电将能动又转能化转为化机为械化能。学能
关闭
C
解析 答案
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2.把两种不同的金属片插入柠檬,制成“水果电池”。用电压表测量水果电池 的电压,如图所示。下列说法正确的是( )
答案:如下表所示:
实例 火力发电 风力发电 太阳能电池 洗衣机洗衣 电饭锅做饭
能量转化 化学能 动能 光能 转化为 电能 电能
电能 电能 电能 动能 内能
知识点 1 电池
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1.如图所示,是一种在阳光下能不断摇摆的塑料小花。花盆表面的太阳能电
池板在光照下产生电流驱动电动机,使小花左右摆动。下列有关该小花摆动
话说远了。现在只问老兄，那一天我和 你说什 么来着 ？—— 你觉得 这句话 有些儿 来势汹 汹，不 易招架 么？不 要紧， 且看下 文—— 我说： “你可 和梦二 一样， 将来也 印一本 。”你 大约不 曾说什 么；是 的，你 老是不 说什么 的。我 之说这 句话， 也并非 信口开 河，我 是真的 那么盼 望着的 。况且 那时你 的小客 厅里， 互相垂 直的两 壁上， 早已排 满了那 小眼睛 似的漫 画的稿 ；微风 穿过它 们间时 ，几乎 可以听 出飒飒 的声音 。我说 的话， 便更有 把握。 现在将 要出版 的《子 恺漫画 》，他 可以证 明我不 曾说谎 话。 你这本集子里的画，我猜想十有八九是 我见过 的。我 在南方 和北方 与几个 朋友空 口白嚼 的时候 ，有时 也嚼到 你的漫 画。我 们都爱 你的漫 画有诗 意；一 幅幅的 漫画， 就如一 首首的 小诗— —带核 儿的小 诗。你 将诗的 世界东 一鳞西 一爪地 揭露出 来，我 们这就 像吃橄 榄似的 ，老觉 着那味 儿。《 花生米 不满足 》使我 们回到 惫懒的 儿时， 《黄昏 》使我 们沉入 悠然的 静默。 你到上 海后的 画，却 又不同 。你那 和平愉 悦的诗 意，不 免要搀 上了胡 椒末； 在你的 小小的 画幅里 ，便有 了人生 的鞭痕 。我看 了《病 车》， 叹气比 笑更多 ，正和 那天看 梦二的 画时一 样。但 是，老 兄，真 有你的 ，上海 到底不 曾太委 屈你， 瞧你那 《买粽 子》的 劲儿！ 你的画 里也有 我不爱 的：如 那幅《 楼上黄 昏，马 上黄昏 》，楼 上与马 上的实 在隔得 太近了 。你画 过的《 忆》里 的小孩 子，他 也不赞 成。
《电能的产生》电能从哪里来PPT课件 (共13张PPT)
快乐预习感知
一
二
二、发电机
1.作用:是一种把其他形式的能 转化为 电能 的装置。 2.分类 (1)火力发电:是通过 煤 、 石油 等燃料的燃烧来加热锅炉中的水, 产生高温高压的水蒸气,推动汽轮机叶轮高速旋转,从而带动发电机转动产 生电的。能量转化过程:燃料的化学能 →水和水蒸气的内能 子的机械能 →电能。 (2)水力发电:是在江河上筑坝建水库,让水库中的水从可控制的闸门中 奔泻而出,冲击水轮机,水轮机带动发电机转动发电。能量传递和转化过程 : 水的机械能 →水轮机的机械能 →发电机转子的 机械能 →电能。 →发电机转
关闭
风力发电是将空气流动的机械能转移到发电机转子上,再转化为电能。
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机械(风)
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6.火电厂在使用煤发电的过程中,能量转化是化学能→ 能→电能。
能→
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用煤发电时,煤燃烧把化学能转化为内能,内能传递给水和水蒸气,再推动汽轮机做功,把 关闭 内能转化为机械能,通过发电机再把机械能转化为电能。 内 机械
第十八章
电从哪里来
电能的产生
快乐预习感知
一
二
一、电池
1.作用:是一种把 其他形式的能 转化为电能 的装置,电池提供 直流电。 2.分类 (1)化学电池:是把 化学能 转化为 电能 的装置。化学电池主要是 由 正极 、 负极 和糊状的 电解质 组成。化学电池分 为 锌锰干电池 、 镍镉电池、锂电池 、银锌电池 等。常用干电池的电压 为 1.5V 。 (2)蓄电池:常见蓄电池的极板是 铅 制的,电解液是 硫酸 。给蓄 电池充电时,把 电能 转化为 化学能 储存在电池内;使用时再 把 化学能 转化为 电能 。 太阳能 电能 (3)太阳能电池:是将 转化为 的装置。 用 半导体硅 和 金属导体 制成。 (4)燃料电池:是通过电化学反应 产生 电能 的装置。燃料电池的效率 极高,它利用 氢 、 乙烷 等作燃料,可以减少 二氧化碳 的排放量,有利 于环境保护。
电是怎么产生的
电是怎么产生的电是怎么产生的现在的电一般由发电厂来完成，常见的有水力发电、风力发电、火力发电、太阳能发电等等。
下面是小编为大家整理的电是怎么产生的，仅供参考，欢迎阅读。
1、电是怎么产生的我们周围的物质都是由原子组成的。
原子本身也有结构，由原子核和核外电子组成。
其中，带负电的电子数目和原子核内带正电的质子数目相等。
当两个物体相互摩擦的时候，一部分电子会发生转移，这就是摩擦起电的现象，这样获得的电性也叫静电。
我们穿脱毛衣时能感觉到被“电”到了，就是静电重新复合放电而引起的。
金属导线中有许多自由电子，当金属导线圈在磁场中移动的时候，电子受到磁场作用发生移动，导线中会产生电压和电流，这就是法拉第发现的发电机原理。
值得注意的是，无论电现象有多复杂，电荷总数总是守恒的，也就是等量的正负电荷总是同时产生，也同时湮灭。
2、电产生的过程要发电，就需要磁铁以及产生电的线圈。
磁铁具有吸引铁等金属的磁力，这个力所及的范围，就称为磁场。
在这个磁场中移动线圈，线圈就会产生电。
但是，在强大的磁场中，如果不能够移动线圈(如果不使磁力产生变化)，就无法产生电。
火力发电，利用燃烧煤炭、石油、液化天然气等燃料产生的热能，使锅炉水管中的水受热成为高温高压的蒸汽，并推动汽轮机转动，进而带动发电机发电。
水力发电，通过筑坝将位于高处的水向低处流动时的位能转换为动能，此时装设在水道低处的水轮机受到水流的推动而转动，将水轮机和发电机相连接，带动发电机转动，将机械能转换为电能。
核能发电，如利用核能将反应堆中的水加热产生蒸汽，在蒸汽的推动下，汽轮机带动发电机转动产生电能。
太阳能热发电，利用聚热装置将太阳热能聚集并加热水管中的水产生蒸汽，进而带动涡轮发电机发电。
拓展：电的简介电(Electricity)是一种自然现象，指静止或移动的电荷所产生的物理现象，是像电子和质子这样的亚原子粒子之间产生的排斥力和吸引力的一种属性。
自然界的闪电就是一种电现象。
电磁力是自然界四种基本相互作用之一。
电能的产生
二、解疑合探
8、你还知道哪些发电方式？
风力发电 、 地热发电 、 海浪发电 等
9、这些发电方式的优缺点各是什么？
优点：
缺点：三、应ຫໍສະໝຸດ 拓展完成课后作业它们都是将 化学 能转化为电能 。
二、解疑合探
4、太阳能电池的能量怎样转化？
太阳能转化为电能 。
5、你还知道哪些电池?
6、发电机与电池相比有什么优势? 电能更充足、更强大 。
7、目前常用的发电方式有哪些？你能找到这些发电方 式的共同特点吗？ 发电方式主要有： 火力发电 、 水力发电 、 核能发 。 电 共同特是：通过外力带动发电机转子转动来产生电能。 。 将转子的机械能转化为电能
二、解疑合探 1、电能的来源有哪几种？ 答：主要有两种：一是 电池 ，二是 发电机 。 2、电池有哪几种？其能量如何转化？ 答：电池有 化学电池 、 太阳能电池 、 燃料电池 它们是将 其它形式 的能转化为 电 能。 、水果电池 等。
3、化学电池有几种？其能量又是如何转化的？ 答：根据所用材料，化学电池分： 锌锰干电池、 铅酸蓄电池 、 镍镉电池 、 锂电池 、 银锌电池 等。
一、设疑自探 自探提纲： 1、电能的来源有哪几种？ 2、电池有哪几种？其能量如何转化？ 3、化学电池有几种？其能量又是如何转化的？ 4、太阳能电池的能量怎样转化？ 5、你还知道哪些电池? 6、发电机与电池相比有什么优势?
7、目前常用的发电方式有哪些？你能找到这 些发电方式的共同特点吗？
8、你还知道哪些发电方式？ 9、这些发电方式的优缺点各是什么？
第一章：电动势、电能和电功率
2．电功率 在实际应用中，考虑更多的是设备在一定时间内所 消耗的电能。
（1）定义：用电设备单位时间里所消耗的电能叫做 电功率，用字母P表示。 （2）公式
W P t
或
P= U I
---适用于纯电阻负 载 (3)单位：在SI制中，电功率的单位是W（瓦特）， 常用单位有KW（千瓦） 换算关系：1KW=1000W
（6）额定功率和额定电压 通常用电设备上都标明它的电功率和电压（称为额 定功率和额定电压），以便正确使用。例如照明灯泡 上就标有“PZ220 - 60”的字样，表明这只普通照明灯泡 使用在220V电压下，其电功率为60W（其中的P和Z是 “普”、“照”汉语拼音的第一个字母）。
【例1.1】一台微波灶额定功率是900W，每度电的电费
W = qபைடு நூலகம்U = U I t
2 U W I 2 Rt t 适用于纯电阻负载 R
(3)单位：电能的单位为焦（J）。但在实际应用中常 以千瓦小时（kW· h）（俗称度）作为电能的单位。 1千瓦时在数值上等于功率为1千瓦的用电器工作1小 时所消耗的电能。 1度 = 1 kW· h = 1000W×3600s = 3.6×106W· s = 3.6×106 J
电压是绝对值）
（应用公式 P=UI 若 P﹥0 ，元件是耗能，吸收能量 （负载），若 P﹤0 ，元件是供能 ，发出能量（电 源）。 注意应用 P=EI 计算是 若 P﹥0 ，发出能量 （电源）。P﹤0，吸收能量（负载）。）
关联方向 如果选定的电流参考方向与电压参考方向一致， 即选定电流从电压+极流向-极，则把电流和电压的这种 参考方向称为关联参考方向，简称参考方向。应用公式 计算时若是非关联方向，在应用公式是要在前加负号。
《电从哪里来》教案
第十七章电从哪里来第一节电能的产生一、教学目标1．了解常见电池的结构、性能以及使用注意事项，在生活中能根据需要选择合适的电池。
2．了解目前常用的几种发电方式中能量的转化过程、开发利用的可持续发展情况。
3．了解各种电池和火力发电方式存在环境污染，提高学生的环境保护意识。
4．使学生大概知道日常生活中几种常见的发电机的工作原理，知道它们的能量转化过程以及它们的优劣之处。
5．为学生学习“怎样产生感应电流”打下基础、培养兴趣。
6．在教学中渗透对学生环境保护和爱国主义的教育。
二、重点难点1．教学重点是知道各种发电机的能量转化过程以及它们的优劣之处。
2．教学难点是各种发电机的能量转化过程。
三、教学过程1．“认识电池”部分的教学(上课前，要求学生以小组为单位，搜集尽可能多的种类不同的电池) ’师：同学们，把带来的电池拿出来，点点数，看看找到多少个不同的电池?生：我们8个! 生：我们13个!师：都找了不少哦。
一个电池算一分，计算一下，自己小组已经拿到了多少分?生：老师，有的小组没有找到实物，用图片代替，不能算分。
生(反驳)：可我们是在找不到实物的情况下才用图片代替的啊，又没有偷懒。
生：其实有些电池我们知道，但却找不到，这种情况下应该允许用图片代替。
(多数同学表示赞同)师：大家的讨论好像已经有了结果，那就给他们算分。
下面，我们进行竞赛的第二个项目：擂台赛。
请一个组的同学拿起一个电池，要求回答者说出这个电池用在什么地方? 开始。
生：(走到讲台，用实物投影投出)：你们知道这个电池是用在哪里的吗?生：知道!用在MD上，我经常听MD，就是用这种电池，充一次电可以用好几天。
师：有的小组动作不够快，那么在第三个项目就要努力了。
请同学们对刚才全班所搜集到的电池进行分类，只要说得合理就行。
生：根据使用的材料来分，这是锌锰电池，这是锂电池……生：老师，他看书的，我是根据价钱来分，手机电池几十块钱，属于贵电池，一般的干电池1块钱几个，属于便宜电池。
第一章 电力产生和输送
第三节 变压器的用途和原理
变压器的外特性： 通常是在一次电压 U1，负载功率因数 cos2 为定的条件下 测试出来。变压器次级输出电压 U2 随输出电流 I2 的增加而减小， 从空载时的电压 U2N 到电流达到额定值 I2N 时，次级电压降为 U2 ，变化的程度用电压变化率表示：
U 2N - U 2 U % 100% U2N
本章小结
4．供电质量包括供电的可靠性、电压质量、频率质量及电 压波形质量等四个方面。
5．电力负荷通常分为三类，分类等级越高，对供电系统的 可靠性、稳定性的要求就越高。
6．变压器按照用途主要分为电力变压器、仪用互感器、特 种变压器和其他用途的变压器等几类。
7．铁心和绕组（线圈）是变压器最基本的组成部分。铁心 构成变压器的磁路;绕组分为一次绕组和二次绕组。
第一节 电力的产生
2．电力的生产 电能与其他能量的相互转换关系。
第一节 电力的产生
目前电力的生产主要是以下三种方式：
（1）火力发电 通过燃料燃烧加热水，产生高温高压的蒸汽，再用蒸汽来 推动汽轮机旋转并带动三相交流同步发电机发电。 （2）水力发电 利用水的落差和流量去推动水轮机旋转并带动发电机发电。
流有效值分别记为 I1 和 I2。
第三节 变压器的用途和原理
三、变压器的基本原理
1．电磁感应 图示电路，接上正弦波电压，则线圈中将产生正弦波电流， 同时在铁心中有正弦交变磁通穿过绕组，所以二次绕组中产生 感应电动势、感应电流，灯泡发出暗光。
说明：交流电流产生交变磁场，交变磁场感应出交变电压。
第三节 变压器的用途和原理
第二节 电力的输送和分配
三、供电质量
供电质量包括供电的可靠性、电压质量、频率质量及电压 波形质量等方面。
第一节：电能的产生
源与地理环境制约，并对当地生态有较大影响。
第十八章 电能从哪里来
二、发动机种类
3.核能发电 核能发电是利用铀原子核裂变时释放出来的核能
{18.1 电能的产生
三、交流电与直流电
前面我们提到电池提供的是直流电，那么什么是
直流电？除了直流电，另一种电又是什么？
直流电：直流电大小和方向不随着时间的变化而
dian neng de chan sheng 电 能 的 产 生 w
①锌蒸气内能
发动机转子机械
能
电能
火力发电使用不可再生能源，造成大量二氧化碳、
含硫气体和粉尘等，对生态环境产生不利影响。
2.水力发电 水从闸门中奔泻而出，冲击水轮机，水轮机带动
锰和电解质组成，它属于一次性原电池。
②蓄电池需预习充电，将电能转化为化学能储存在电池
1.化学电池 化学电池是把化学能转化成电能的装置，是生活中最常
蒸气，推动汽轮机叶轮高速旋转，从而带动发电 机转子转动：
燃烧化学能
用的电池。根据所用材料不同，化学电池又分为锌锰干 电池、铅酸蓄电池、镍铬电池、锂电池、银锌电池等。 大多数电池是一次性的，我们称之为原电池，但有的电 池，如铅酸蓄电池、锂电池等则可反复充电使用，我们 称之为蓄电池或二次电池。
DIAN NENG DE CHAN SHENG
START
第十八章 电能从哪里来
一、认识电池
电池是一种把其他形式能转化成电能的装置，电
{18.1 电能的产生
二、发电机种类
1.火力发电 通过燃料燃烧加热锅炉的水，产生高温、高压水
池提供的是直流电。由于制作材料、工作原理和 用途不同，电池又分为很多类。
发动机转子转动发电：
《电能的产生》电能从哪里来PPT课件 (共13张PPT)
解析 答案
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2.把两种不同的金属片插入柠檬,制成“水果电池”。用电压表测量水果电池 的电压,如图所示。下列说法正确的是( )
A.金属片 B 是水果电池的正极 B.水果电池把化学能转化为电能 C.水果电池把内能转化为电能 D.水果电池把电能转化为化学能
关闭
B
答案
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1
答案:如下表所示:
实 例 火力发电 风力发电 太阳能电池 洗衣机洗衣 电饭锅做饭
能量转化 化学能 动能 光能 转化为 电能 电能
电能 电能 电能 动能 内能
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知识点 1 电池
C
1.如图所示,是一种在阳光下能不断摇摆的塑料小花。花盆表面的太阳能电 池板在光照下产生电流驱动电动机,使小花左右摆动。 下列有关该小花摆动 过程中能量转化的描述正确的是( ) A.叶片将光能转化为化学能 关闭 B.电动机将机械能转化为电能 太阳能电池板在工作时把太阳能转化为电能 C.太阳能电池板将太阳能转化为电能,太阳能电池又为电动机提供电流,电动机工 关闭 作时把电能又转化为机械能。 D.小花将动能转化为化学能
互动课堂理解
【例题】 在电能的产生和使用过程中,存在着能量的转化。 下表列举了 一些实例,请你将其中的空白项填写完整。
实 例 火力发电 风力发电 太阳能电池 洗衣机洗衣 电饭锅做饭
能量转化 化学能 转化为
电能
互动课堂理解
解析:火力发电要燃烧煤炭,把化学能转化为电能;风力发电是将风—— 流动的空气的动能转化为电能;太阳能电池利用太阳光发电,把光能转化为 电能;洗衣机工作时电动机转动,把电能转化为动能;电饭锅利用电流的热效 应加热食品,把电能转化为内能。
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2.把两种不同的金属片插入柠檬,制成“水果电池”。用电压表测量水果电池 的电压,如图所示。下列说法正确的是( )
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实 例 火力发电 风力发电 太阳能电池 洗衣机洗衣 电饭锅做饭
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电能 电能 电能 动能 内能
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1.如图所示,是一种在阳光下能不断摇摆的塑料小花。花盆表面的太阳能电 池板在光照下产生电流驱动电动机,使小花左右摆动。 下列有关该小花摆动 过程中能量转化的描述正确的是( ) A.叶片将光能转化为化学能 关闭 B.电动机将机械能转化为电能 太阳能电池板在工作时把太阳能转化为电能 C.太阳能电池板将太阳能转化为电能,太阳能电池又为电动机提供电流,电动机工 关闭 作时把电能又转化为机械能。 D.小花将动能转化为化学能
互动课堂理解
【例题】 在电能的产生和使用过程中,存在着能量的转化。 下表列举了 一些实例,请你将其中的空白项填写完整。
实 例 火力发电 风力发电 太阳能电池 洗衣机洗衣 电饭锅做饭
能量转化 化学能 转化为
电能
互动课堂理解
解析:火力发电要燃烧煤炭,把化学能转化为电能;风力发电是将风—— 流动的空气的动能转化为电能;太阳能电池利用太阳光发电,把光能转化为 电能;洗衣机工作时电动机转动,把电能转化为动能;电饭锅利用电流的热效 应加热食品,把电能转化为内能。
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电工学概论（第三版）
电子教案 第一章 电能的产生
中国矿业大学 上海交通大学 研制
高等教育出版社
高等教育电子音像出版社
出版
第 1章
第一章
电能的产生
1.1 电能
1.2 直流电源 1.3 交流电源
2/59
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第 1章
第一章 电能的产生
电能在日常生活及工业生产各个领域得到广泛应用。 为了能更好地应用电能我们需要了解有关电能产生、合理 使用和节约用电的知识。 电源是把其他形式的能量转换成电能的装置，按电源 的工作性质可分为直流电源和交流电源。
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第 1章
1.2.5 太阳能电池 太阳能电池是利用半导体的光电效应，使光能直 接转换成电能的装置。 太阳能电池结构示意图及等效电路。
阳光
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第 1章
5. 电功率 p
单位时间内元件 (或电路) 转换的电能量。 即 W
p
对一般电路 p = u i (W)
表示随时间变化的瞬时功率。 对直流电路 P = UI 表示不随时间变化的恒定功率。 U、I 参考方向相同, P = UI 0, 负载 (吸收功率) ； P = UI 0, 电源 (发出功率)。
退出
第 1章
2. 电压源与实际电源的外部特性
电压源是一种理想的电路元件。 电压源基本特性： (1) 其端电压是定值U，而与输出电流无关。
(2) 其输出电流的大小和方向, 是由与它连接的外电 路负载决定的。
U
＋
US
－
US
O
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(a) 直流电源符号 (b) 电压源一般符号 电压源的图形符号
I 电压源的外特性曲线
1.1 电能
1.1.1 电能是什么 1. 带电粒子和电场 电荷周围的空间存在着一种特殊的物质——电场， 电荷（带电粒子）和特殊的空间（电场）是两位一体、 不可分离的。 章目录 上一页 下一页 返回 退出 3/59
第 1章
——电能是大自然能量循环中的一种转换形式； ——电能是在电荷运动的过程中电场力所做的功； ——电能是电流对用电器以各种形式做功的能力； ——电能是衡量电流做功多少的物理量。 2. 电能的发现 电能的发现过程也就是人们对电磁现象认识并利用 的过程。 16世纪，英国医生吉尔伯特验证了地磁场的存在; 1663年德国物理学家盖利克研制出摩擦起电的机器; 1729年英国学者格雷发现电可传导,且人是电性物体;
1733年法国化学家杜菲发现电荷分正、负两种，且同 性相斥、异性相吸;
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第 1章
1745年和1746年，荷兰莱顿大学教授马森布罗克和德 国卡明大教堂副主教冯克莱斯特研制出并推广使用 能储存静电的莱顿瓶; 1747年美国人富兰克林证明了雷电和摩擦起电本质相 同； 1785年法国物理学家库仑提出了库仑定律，从此开启 了电现象的定量研究； 1799年意大利物理学家伏特发明了伏打电池，使电学 研究从静电扩大到动电； 1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。同 年，法国物理学家安培对电磁现象深入研究，提出了 右手定则，发现了载流导体之间相互作用规律，并对 电流相互作用作了精确的数学分析。
U
IS
O
电 IS 流 源
电流源的图形符号
I 电流源的外特性曲线
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I
第 1章
+
IS R0 U RL
U UOC IS R0 实际电源
–
电源的电流源模型
电 IS 流 源
I 实际电流源的外特性曲线
O
U I IS R0
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4. 电能
第 1章
电源在一段时间内在元件 (或负载) 上释放的能量。
一般情况下，电压、电流都随时间而变，在一段 时间T内的电能消耗为
W dw
0
T
T
0
uidt
对直流电路
W UIT
W 0，表示该电路元件消耗电能，将之转化为热能； W 0，表示该电路元件发出电能，为电源 。
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第 1章
第 1章 1.1.2 电路的基本物理量 电路是电流的通路。是为了某种需要由电气设备或 电路元件按一定方式组合而成的。
表征电路的基本物理量有电流、电压、电动势和 电功率。
1. 电流及其参考方向
在电场力作用下, 电路中电荷的定向移动形成电流。
自由电子 交流电流：i i 直流电流：I 单位：安培 (A) 1kA = 103A ；1mA = 10-3A；1µ A = 10-6A 实际方向：正电荷移动的方向。
t
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1.2 直流电源
1.2.1 直流电源的特征
第 1章
直流电源： 电压和电流的大小和方向不随时间变化。 1. 直流电源的电路模型 为了更方便直观地描述其特性，在电路中用一种 由理想电路元件组成的电路模型表示实际的电源 。
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第 1章
一 些 常 见 电 池
干电池
手机电池
钮扣电池
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蓄电池
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1.2.3 可充电电池 可充电电池是一种可反复充电的还原性二次电池。 可充电电池最主要的是酸性的铅蓄电池和碱性的 镍镉蓄电池两类，还有目前发展迅速的二次锂电池。
1. 铅酸蓄电池
dq i dt
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第 1章
电流参考方向：分析与计算电路时，对电流任意假 定的方向
电流参考方向的表示方法
I 箭 标 a R b
实际方向与参考方向一致，电流值为正值； 实际方向与参考方向相反，电流值为负值。 注意： 在参考方向选定后,电流值才有正、负之分。
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第 1章
铅酸蓄电池工作原理及结构
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第 1章
2. 镍镉电池 镍镉电池比铅酸蓄电池容量高、内阻小、能大电 流充放电、寿命长、自放电小、低温性能好、维护简 单。尤其密封式电池可以以任何方式放置, 无需维护。 但是价格较贵、有污染、单体电压低(1.25V) 。 镍镉电池应用在电气设备、通信器材、卫星火箭 等方面，由于存在着严重的镉污染，使镍镉电池的应 用和开发受到限制。 目前开发的以新型储氢材料─ 钛镍或镧镍合金作 为负极材料做成的镍氢电池。其容量是镍镉电池的1.5 倍， 而开路电压及售价基本相同，同时它充电时间比 镍镉电池短，并能低温快速充电，所以应用日益广泛。
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5. 电能的优点 （1）电能的产生和利用比较方便； （2）电能的输送具有实时、方便、高效等特点； （3）电能能够很方便地转化为其他能源，能够用于 各种信号发生、传递和信息处理，实现自动控制； （4）电能本身的产生、传输和利用的过程已能实现 精确可靠的自动化信息控制。 6. 电能的利用 电能消费的主力是电动机，把电能转换成机械能， 作为机械设备运转的动力源；其次的电能消费是电气 照明；化工、轻工业行业中的电化学产业在生产过程 中消耗大量电能；家用电器的普及，办公设备的电气 化、信息化等，电能应用已经渗透到生活、生产、办 公、交通等各个方面。 章目录 上一页 下一页 返回 退出 7/59
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第 1章
1831年法拉第发现了电磁感应现象；同时对电磁感应 进行研究的美国物理学家亨利发现了自感现象，俄国 物理学家楞次通过实验得出磁场的变化不能突变。 至此，已完整地通过实验认识了电生磁、磁生电 的物理过程。 3. 电能的本质 电能的本质就是电荷在电场中受电场力的作用而 作定向移动的过程中，电场对电荷移动所做的功。 4. 电能的产生 自然界中的能量是守恒的。电能是二次能源，主 要是由不可再生的一次能源转换而来。此外，可再生 的能源中，风能和太阳能的利用是最有发展前景的。
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3. 电动势
第 1章
外力对电荷所做的功。
dW e dq
交流电动势：e 直流电动势：E
方向: 从电源负极指向正极，即电压升方向。 单位: 伏[特] ( V ) 1kV = 103V ；1mV = 10-3V；1µ V = 10-6V
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第 1章
1.2.4 燃料电池 燃料电池是利用在电池内发生所谓的燃烧反应， 将化学能转换为电能的装置。 一次电池或二次电池与环境只有能量交换而没有 物质交换，是一种封闭的电化学体系。而燃料电池是 一个开放的电化学 体系，与环境既有 能量交换而又有物 质交换。氢氧燃料 电池结构示意图如 图所示。
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第 1章
2. 镍氢电池 在镍镉电池的基础上，采用钛镍合金或镧镍合金 作为新型的储氢材料代替氢氧化镉作为负极材料，生 产中避免了镉污染，而且减轻了重量，增加了容量， 同样体积容量为镍镉电池的1.5~2倍。有取代镍镉电池 的前景。 小功率镍氢电池用于手提电脑、手机、照相机、 摄像机等，充电次数多，使用成本低于干电池。大功 率镍氢电池主要用于电动汽车及混合动力汽车，能快 速反复充电，且能大电流放电不影响电压。
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第 1章
燃料电池类型： 低温碱性燃料电池 (<120 º C) 磷酸燃料电池 (120 º C ~260 º C)
电子教案 第一章 电能的产生
中国矿业大学 上海交通大学 研制
高等教育出版社
高等教育电子音像出版社
出版
第 1章
第一章
电能的产生
1.1 电能
1.2 直流电源 1.3 交流电源
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第 1章
第一章 电能的产生
电能在日常生活及工业生产各个领域得到广泛应用。 为了能更好地应用电能我们需要了解有关电能产生、合理 使用和节约用电的知识。 电源是把其他形式的能量转换成电能的装置，按电源 的工作性质可分为直流电源和交流电源。
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第 1章
1.2.5 太阳能电池 太阳能电池是利用半导体的光电效应，使光能直 接转换成电能的装置。 太阳能电池结构示意图及等效电路。
阳光
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第 1章
5. 电功率 p
单位时间内元件 (或电路) 转换的电能量。 即 W
p
对一般电路 p = u i (W)
表示随时间变化的瞬时功率。 对直流电路 P = UI 表示不随时间变化的恒定功率。 U、I 参考方向相同, P = UI 0, 负载 (吸收功率) ； P = UI 0, 电源 (发出功率)。
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第 1章
2. 电压源与实际电源的外部特性
电压源是一种理想的电路元件。 电压源基本特性： (1) 其端电压是定值U，而与输出电流无关。
(2) 其输出电流的大小和方向, 是由与它连接的外电 路负载决定的。
U
＋
US
－
US
O
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(a) 直流电源符号 (b) 电压源一般符号 电压源的图形符号
I 电压源的外特性曲线
1.1 电能
1.1.1 电能是什么 1. 带电粒子和电场 电荷周围的空间存在着一种特殊的物质——电场， 电荷（带电粒子）和特殊的空间（电场）是两位一体、 不可分离的。 章目录 上一页 下一页 返回 退出 3/59
第 1章
——电能是大自然能量循环中的一种转换形式； ——电能是在电荷运动的过程中电场力所做的功； ——电能是电流对用电器以各种形式做功的能力； ——电能是衡量电流做功多少的物理量。 2. 电能的发现 电能的发现过程也就是人们对电磁现象认识并利用 的过程。 16世纪，英国医生吉尔伯特验证了地磁场的存在; 1663年德国物理学家盖利克研制出摩擦起电的机器; 1729年英国学者格雷发现电可传导,且人是电性物体;
1733年法国化学家杜菲发现电荷分正、负两种，且同 性相斥、异性相吸;
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第 1章
1745年和1746年，荷兰莱顿大学教授马森布罗克和德 国卡明大教堂副主教冯克莱斯特研制出并推广使用 能储存静电的莱顿瓶; 1747年美国人富兰克林证明了雷电和摩擦起电本质相 同； 1785年法国物理学家库仑提出了库仑定律，从此开启 了电现象的定量研究； 1799年意大利物理学家伏特发明了伏打电池，使电学 研究从静电扩大到动电； 1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。同 年，法国物理学家安培对电磁现象深入研究，提出了 右手定则，发现了载流导体之间相互作用规律，并对 电流相互作用作了精确的数学分析。
U
IS
O
电 IS 流 源
电流源的图形符号
I 电流源的外特性曲线
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第 1章
+
IS R0 U RL
U UOC IS R0 实际电源
–
电源的电流源模型
电 IS 流 源
I 实际电流源的外特性曲线
O
U I IS R0
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4. 电能
第 1章
电源在一段时间内在元件 (或负载) 上释放的能量。
一般情况下，电压、电流都随时间而变，在一段 时间T内的电能消耗为
W dw
0
T
T
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对直流电路
W UIT
W 0，表示该电路元件消耗电能，将之转化为热能； W 0，表示该电路元件发出电能，为电源 。
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第 1章 1.1.2 电路的基本物理量 电路是电流的通路。是为了某种需要由电气设备或 电路元件按一定方式组合而成的。
表征电路的基本物理量有电流、电压、电动势和 电功率。
1. 电流及其参考方向
在电场力作用下, 电路中电荷的定向移动形成电流。
自由电子 交流电流：i i 直流电流：I 单位：安培 (A) 1kA = 103A ；1mA = 10-3A；1µ A = 10-6A 实际方向：正电荷移动的方向。
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1.2 直流电源
1.2.1 直流电源的特征
第 1章
直流电源： 电压和电流的大小和方向不随时间变化。 1. 直流电源的电路模型 为了更方便直观地描述其特性，在电路中用一种 由理想电路元件组成的电路模型表示实际的电源 。
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一 些 常 见 电 池
干电池
手机电池
钮扣电池
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蓄电池
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1.2.3 可充电电池 可充电电池是一种可反复充电的还原性二次电池。 可充电电池最主要的是酸性的铅蓄电池和碱性的 镍镉蓄电池两类，还有目前发展迅速的二次锂电池。
1. 铅酸蓄电池
dq i dt
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电流参考方向：分析与计算电路时，对电流任意假 定的方向
电流参考方向的表示方法
I 箭 标 a R b
实际方向与参考方向一致，电流值为正值； 实际方向与参考方向相反，电流值为负值。 注意： 在参考方向选定后,电流值才有正、负之分。
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铅酸蓄电池工作原理及结构
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2. 镍镉电池 镍镉电池比铅酸蓄电池容量高、内阻小、能大电 流充放电、寿命长、自放电小、低温性能好、维护简 单。尤其密封式电池可以以任何方式放置, 无需维护。 但是价格较贵、有污染、单体电压低(1.25V) 。 镍镉电池应用在电气设备、通信器材、卫星火箭 等方面，由于存在着严重的镉污染，使镍镉电池的应 用和开发受到限制。 目前开发的以新型储氢材料─ 钛镍或镧镍合金作 为负极材料做成的镍氢电池。其容量是镍镉电池的1.5 倍， 而开路电压及售价基本相同，同时它充电时间比 镍镉电池短，并能低温快速充电，所以应用日益广泛。
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5. 电能的优点 （1）电能的产生和利用比较方便； （2）电能的输送具有实时、方便、高效等特点； （3）电能能够很方便地转化为其他能源，能够用于 各种信号发生、传递和信息处理，实现自动控制； （4）电能本身的产生、传输和利用的过程已能实现 精确可靠的自动化信息控制。 6. 电能的利用 电能消费的主力是电动机，把电能转换成机械能， 作为机械设备运转的动力源；其次的电能消费是电气 照明；化工、轻工业行业中的电化学产业在生产过程 中消耗大量电能；家用电器的普及，办公设备的电气 化、信息化等，电能应用已经渗透到生活、生产、办 公、交通等各个方面。 章目录 上一页 下一页 返回 退出 7/59
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第 1章
1831年法拉第发现了电磁感应现象；同时对电磁感应 进行研究的美国物理学家亨利发现了自感现象，俄国 物理学家楞次通过实验得出磁场的变化不能突变。 至此，已完整地通过实验认识了电生磁、磁生电 的物理过程。 3. 电能的本质 电能的本质就是电荷在电场中受电场力的作用而 作定向移动的过程中，电场对电荷移动所做的功。 4. 电能的产生 自然界中的能量是守恒的。电能是二次能源，主 要是由不可再生的一次能源转换而来。此外，可再生 的能源中，风能和太阳能的利用是最有发展前景的。
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3. 电动势
第 1章
外力对电荷所做的功。
dW e dq
交流电动势：e 直流电动势：E
方向: 从电源负极指向正极，即电压升方向。 单位: 伏[特] ( V ) 1kV = 103V ；1mV = 10-3V；1µ V = 10-6V
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1.2.4 燃料电池 燃料电池是利用在电池内发生所谓的燃烧反应， 将化学能转换为电能的装置。 一次电池或二次电池与环境只有能量交换而没有 物质交换，是一种封闭的电化学体系。而燃料电池是 一个开放的电化学 体系，与环境既有 能量交换而又有物 质交换。氢氧燃料 电池结构示意图如 图所示。
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第 1章
2. 镍氢电池 在镍镉电池的基础上，采用钛镍合金或镧镍合金 作为新型的储氢材料代替氢氧化镉作为负极材料，生 产中避免了镉污染，而且减轻了重量，增加了容量， 同样体积容量为镍镉电池的1.5~2倍。有取代镍镉电池 的前景。 小功率镍氢电池用于手提电脑、手机、照相机、 摄像机等，充电次数多，使用成本低于干电池。大功 率镍氢电池主要用于电动汽车及混合动力汽车，能快 速反复充电，且能大电流放电不影响电压。
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第 1章
燃料电池类型： 低温碱性燃料电池 (<120 º C) 磷酸燃料电池 (120 º C ~260 º C)