正弦交流电 教案

正弦交流电路授课教案 课题 模块三 正弦交流电路

课题一 正弦交流电的基本知识

授课班级

授课时间

教学目的 1．掌握正弦交流电的三要素

2．掌握正弦交流电的四种表示形式及其相互转换

教学重点

及难点 重点：1．正弦交流电的三要素

2．正弦交流电的四种表示形式

难点：初相位、相位及相位差

教学内容纲要 教学方法

一．正弦交流电的特点

大小和方向随时间按正弦规律变化的电流称为正弦交变电流，简称交流（ ac 或 AC ）。我们日常生活、生产中，大量使用的电能都是正弦交流电。正弦交流电具有以下特点：

1．交流电压易于改变。 在电力系统中，应用变压器可以方便地改变电压，高压输电可以减少线路上的损耗；降低电压以满足不同用电设备的电压等级。

2．交流发电机比直流发电机结构简单。

二．正弦量的三要素

正弦量的三要素为：最大值、角频率、初相角。

1．最大值----用来描述变化的幅度

1）瞬时值：用小写字母表示，如 e 、 u 、 i 。

2）最大值：也称振幅或峰值，通常用大写字母加下标 m 表示，如

。

3)有效值：用大写字母E、U、I表示。它与最大值的关系为：

2．角频率---- 用来描述变化的快慢

1) 周期： T ，秒

提问：

日常生活中，有哪些地方用到交流电？是单相还是三相》

周期越短、频率（角频率）越高，交流电 2) 频率： ， Hz 。

3) 角频率：

3．初相角---- 用来描述变化的先后

1) 相位角 ：

2) 初相角 ： t=0 时正弦量的相位角称作初相角。

* 的大小和正负与计时起点有关。

* 规定

* 如果正弦量零点在纵轴的左侧时， 角为正；在纵轴右侧时， 角为负。

结论: 一个正弦量与时间的函数关系可用它的频率、初相位和振幅三个量表示，这三个量就叫正弦量的三要素。对一个正弦交流电量来说，可以由这三个要素来唯一确定：

三、相位差与相位关系

非正弦交流电有效值的计算

交变电流的大小和方向随时间作周期性变化。为方便研究交变电流的特性，根据电流的热效应引入了有效值这一物理量。

定义：若某一交流电与另一直流电在相同时间内通过同一电阻产生相等的热量，则这一直流电的电压、电流的数值分别是该交流电的电压、电流的有效值。

教材中给出了正弦交流电的有效值I与最大值的关系，那么非正弦交流电的有效值又该如何求解呢？其方法是从定义出发，根据热效应求解。

例1. 如图1所示的交变电流，周期为T，试计算其有效值I。

图1

分析：由图1可知，该交变电流在每个周期T内都可看作两个阶段的直流电流：前中，，后中，。在一个周期中，该交变电流在电阻R上产生的热量为：

①

设该交变电流的有效值为I，则上述热量

②

联立①、②两式，可得有效值为

例2. 如图2所示表示一交变电流随时间变化的图象，其中，从t＝0开始的每个时间内的图象均为半个周期的正弦曲线。求此交变电流的有效值。

图2

分析：此题所给交变电流虽然正负半周的最大值不同，但在任意一个周期内，前半周期和后半周期的有效值是可以求的，分别为

设所求交变电流的有效值为I，根据有效值的定义，选择一个周期的时间，利用在相同时间内通过相同的电阻所产生的热量相等，由焦耳定律得

即

解得

例3. 求如图3所示的交变电流的有效值，其中每个周期的后半周期的图象为半个周期的正弦曲线。

图3

分析：从t＝0开始的任意一个周期内，前半周期是大小不变的直流电，为，后半周期是有效值为的交变电流。

设所求交变电流的有效值为I，根据有效值的定义，选择一个周期的时间，利用在相同时间内通过相同的电阻所产生的热量相等，由焦耳定律得

即

解得

例4. 如图4实线所示的交变电流，最大值为，周期为T，则下列有关该交变电流的有效值I，判断正确的是（ ）

图4 A. B. C.

分析：显然题给交流电为非正弦交流电，不满足的关系。将题给交变电流与图中虚线所示的正弦交变电流进行比较，可以看出，在一个周期内两者除了A、B、C、D四个时刻的电流瞬时值相等外，其余时刻都是虚线所示的瞬时值大于实线所示的瞬时值，所以可确定正弦交流电在任意一个周期内在相同的电阻上产生的热量必大于题给交流电产生的热量，因此题给交流电的有效值I必小于，B正确。

信息化教学设计与说课2016 年全国中等职业学校信息化教学大赛——

教案 正弦交流电的表示法

【学科】电工技术基础与技能

月8年2016．

教案首页

教授电工技术讲授§正弦交流电的表示础与技课类授课课所授专机电一体化（一年级《电工技术基础与技能》第二

教

高等教育出版社出

1任教对象是中职机电专业一年级的学生有一定的自主学习合作探究能力与学息技术的应用能力，但水平有差异分2学生已经掌握了正弦函数的三要素但正弦函数图像与矢量的数学知识不熟练1知识目）掌握正弦交流电的各种表示方法）知道正弦交流电表示方法之间的相互关系教2能力目目培养发现问题解决问题的能力，提高正弦交流电知识的运用能力情感目3激发学生学习兴趣，逐渐养成团队合作与严谨细致的职业素养教波形图表示法、矢量图表示重教矢量图表示

难任务驱动法、示范教学法、小组协作教法．

教学手段及教 具 微课视频、课程学习任务书、多媒体智慧教室（多媒体互动教室）、学习资源平台，智能手机（计算机或平板电脑）、有线与无线网（局域网）、微弹幕软件、作图软件、仿真教学软件、公众号（ QQ、微信等）。 1、帮助学生分组2、准备微课并将讲微课（教学资源）上传至学习资源平台。 课前 ，选定小导师。

3、准备任务书并上传至学习资源平台，学生上课前把填好的任务书，通过自主与合 准备作学习的方式发现问题，解决问题，并由小导师把问题汇总与老师在线讨论，老师把学生已经掌握的知识与问题产生的原因进行分析。

时 教间 学生活动 设计意图及教师活动教 学 学 过 程 分 配 资源准备环

节1、请小导师依据课前学生提展示问题导入：（课件展出设计意图：依据

问论的学生讨讲一下这几的问题制作视频让 示） 、用正弦曲线来表示正1 问弦交流电怎样画波形图 题、小试牛刀第二题不会2做 展3、正旋交流电的三种表 示

题，鼓励他们结致体整感知导学个问题没有生成功解决的合老师播放的视形变流正弦交电波

正弦交流电 教案

教案标题：正弦交流电

教案目标：

1. 了解正弦交流电的基本概念和特点；

2. 掌握正弦交流电的表达方式和计算方法；

3. 理解正弦交流电的频率、周期和振幅的关系；

4. 能够应用正弦交流电的知识解决相关问题。

教学重点：

1. 正弦交流电的定义和表达方式；

2. 正弦交流电的计算方法；

3. 正弦交流电的频率、周期和振幅的关系。

教学难点：

1. 正弦交流电的计算方法；

2. 正弦交流电的频率、周期和振幅的关系。

教学准备：

1. 教材：包含正弦交流电相关内容的教材；

2. 多媒体设备：投影仪、电脑等。

教学过程：

Step 1：导入（5分钟）

使用多媒体设备展示一段正弦交流电的波形，并引导学生观察和描述波形的特点。然后提问：“你们认为这是什么样的电信号？”引出正弦交流电的概念。

Step 2：概念讲解（10分钟） 通过教材的讲解，向学生介绍正弦交流电的定义、表达方式和基本特点。解释正弦交流电的波形表示方法，如函数表达式和图形表示。

Step 3：计算方法讲解（15分钟）

详细讲解正弦交流电的计算方法，包括振幅、频率、周期的计算公式和相互之间的关系。通过示例演示如何计算正弦交流电的各个参数，并引导学生进行练习。

Step 4：练习与巩固（15分钟）

提供一些练习题，让学生运用所学知识计算正弦交流电的相关参数。教师在课堂上解答学生的问题，并给予指导。

Step 5：拓展应用（10分钟）

引导学生思考正弦交流电在实际生活中的应用，并与其它类型的电信号进行对比。讨论正弦交流电在电力传输、电子设备中的重要性和应用。

Step 6：归纳总结（5分钟）

对本节课所学内容进行总结，并强调正弦交流电的重要性和应用价值。鼓励学生通过自主学习和实践进一步探索和应用正弦交流电的知识。

Step 7：作业布置（5分钟）

布置相关作业，要求学生进一步巩固所学知识，如完成课后习题、实验报告等。

教学反思：