正弦交流电相位初相位相位差教案

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，交流电变化越快。

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1 ．相位差——两个正弦交流电在任何瞬时相位角之差称相位差。

* 两个同频正弦量的相位差等于它们的初相之差。

规定。

2 ．相位关系a)超前、滞后关系；b)同相关系（；c)反相关系；d)正交关系四、课堂练习1 ）正弦交流电的三个基本要素是，，．2 ）我国工业及生活中使用的交流电频率为、周期为。

教案（31 ）【导入新课】[1]直流电的定义及表示[2]电磁感应现象通过回顾电能的应用引入交流电及本节课题--正弦交流电的产生【教学过程】正弦交流电的相位、初相位、相位差一、相位和相位差[1．]相位定义：任意一个正弦量y = Asin(t 0)的中的(t 0)称为相位。

[2．]初相位：相位中的0，称为初相位，可反映正弦交流电的初始(t=0)的值。

[3．]相位差：两个同频率正弦量的相位之差(与时间t无关)。

可证明：两个同频率正弦量的相位之差等于初相位之差。

设第一个正弦量的初相为01，第二个正弦量的初相为02，则这两个正弦量的相位差为12 = 01 02并规定1212 180或[4．]两个正弦量的相位关系的讨论： (1) 当12 > 0时，称第一个正弦量比第二个正弦量的相位越前(或超前) 12；(2) 当12 < 0时，称第一个正弦量比第二个正弦量的相位滞后(或落后)| 12|；(3) 当12 = 0时，称第一个正弦量与第二个正弦量同相，投影图7-1(a)所示；(4) 当12 = 或180时，称第一个正弦量与第二个正弦量反相，投影图7-1(b)所示；(5) 当 2-12或90时，称第一个正弦量与第二个正弦量正交。

二、应用举例：[1]已知u = 311sin(314t 30) V，I = 5sin(314t 60) A，则u与i的相位差为：ui = (30) ( 60) = 90即u比i滞后90，或i比u超前90。

[2]正弦交流电流 i = 2sin(100t 30) A，如果交流电流i通过R = 10 的电阻时，电流的最大值、有效值、角频率、频率、周期及初相并求电功率P 解：最大值Im = 2 A 有效值I = 2 0.707 = 1.414 A， = 100 rad/s f =/ 2 = 50hz T =1/f=0.02s 0=30在一秒时间内电阻消耗的电能(又叫做平均功率)为P = I2R = 20 W，五、总结：本节介绍了正弦交流电的定义特点及三要素，结合正弦表达式搞清各要素间关系及物理意义，并学会相关计算；正确理解相位差的含义及两正弦交流电间相位关系。

技师学院教案第页技师学院教案第页教学内容教学方法2.稳恒直流电:电压的大小和方向不随时间的变化而变化.3.正弦交流电:大小和方向安正弦规律变化的电动势，电压和电流统称为正弦交流电。

4.非正弦交流电: 电压的大小和方向不安正弦规律变化.非正弦交流电可以看成一系列正弦交流电叠加合成的结果.注意:无特别说明所讲交流电都指正弦交流电二.交流电的产生交流电可以由交流发电机提供也可以由振荡器产生.交流发电机主要用于提供电能,振荡器主要用于产生各种交流信号.如图交流发电机,当线圈在磁场中以角速度 逆时针匀速转动时,由于导线切割磁感线,线圈将产生感应电动势,技师学院教案第页技师学院教案第页技师学院教案第页技师学院教案第页技师学院教案第 页教 学 内 容 教 学 方 法情况。

【教学回顾】复习交流电的瞬时值表达式，能够画出简单的正弦波形图。

给出解析式能够熟练求出交流电的最大值，有效值和平均值。

【新课进行】三.正弦交流电的周期.频率.角频率 正弦交流电的波形图如图1.周期:交流电每重复变化一次所需要的时间.用T 表示,单位:秒(s)2.频率:交流电在1s 内重复变化的次数.用 f 表示,单位:赫兹(HZ)周期和频率的关系 :Tf 1=或者f T 1=说明:我国动力和照明用电的标准频率为50赫兹(称工频),高频感应电炉的电源频率为200-300KHZ,我国广播电视的频率为几十兆赫兹到几百兆赫兹.技师学院教案第 页教 学 内 容教 学 方 法3.角频率:正弦交流电每秒变化的电角度.用ω表示,单位:弧度/秒(rad/s)角频率和周期频率的关系f Tππω22==四．正弦交流电的相位和初相位 1.相位（1） 定义:任一时刻线圈平面与中性面的夹角.称相位或者相角.它反映了交流电的变化进程.（2）初相位:正弦量在t=0时的相位,也称初相角或者初相.(1) t=0时正弦量的瞬时值为正,则初相为正 (2) t=0时正弦量的瞬时值为负,则初相为负(3) 初相通常用不大于0180的角来表示.如: V t e )240sin(500+=ω应记为V t e )120sin(500-=ω【练习】技师学院教案第页技师学院教案第 页教 学 内 容教 学 方 法2. 公式:2121)()(ϕϕϕωϕωϕ-=+-+=t t即： 两个同频正弦量的相位差等于它们的初相之差。

【课题名称】正弦交流电【教学目标】1．了解表征正弦交流电的各个物理量；2．掌握正弦交流电的三种表示方法；3．会分析正弦交流电；【教学重点】重点：表征正弦交流电的物理量、正弦交流电的表示方法【教学难点】难点：分析正弦交流电的物理量、相量表示法【教学方法】讲授法、启发式、引导式、多媒体动画、【教学过程】一、导入新课以正弦交流电在实际生活中的应用引入，多媒体显示直流电和交流电的波形，激发学生的学习兴趣，集中学生的注意力。

二、讲授新课教学环节1：正弦交流电的基本概念教师活动：多媒体演示正弦交流电和直流电的波形；学生活动：观察正弦交流电波形的特点，理解正弦交流电的基本概念；教学环节2：表征正弦交流电的物理量（一）周期、频率、角频率教师活动：多媒体演示正弦交流电波形获取周期、频率、角频率的概念；学生活动：理解掌握周期、频率、角频率的概念；（二）相位、初相位、相位差教师活动：教师给出相位的定义，多媒体演示初相位、相位差；学生活动：观察演示理解相位、初相位、相位差的含义；（三）瞬时值、最大值、有效值教师活动：引导学生根据正弦交流电分析瞬时值、最大值、有效值；学生活动：根据正弦电压或正弦电流分析最大值、有效值； 教学环节3：正弦交流电的表示方法教师活动：指导学生学习表示正弦交流电的三种表示方法； 学生活动：练习用三种方法表示正弦交流电；三、课堂练习思考与练习第1、2、3题、第4题的（1）、（4）。

四、课堂小结1．表征正弦交流电的物理量： （1）周期：T 、 频率：Tf 1=、角频率：f T π2π2==ω（2）相位、初相位、相位差在式)sin(0m ϕω+=t I i 中，0t ωϕ+ 表示相位，ϕ0表示初相位，两个同频率正弦量的相位之差表示相位差。

（3）瞬时值、最大值、有效值正弦量的有效值是最大值的0.707倍。

2．最大值、频率和初相位是正弦交流电的三要素。

3．正弦交流电可用三角函数式、波形图、相量图来表示，它完整地描述了正弦量随时间变化的规律。

教案纸
电压与电流的相位差为：2
)6
(3
πππϕϕϕ=--=-=i u
相位差的存在，表示两个正弦量的变化进程不同。

两个正弦量，根据相位差的不同，可以有以下几种不同的变化进程:
（1）当ϕ= 0，即ϕu = ϕi 时，两个正弦量的变化进程相
同，称为电压u 与电流i 同相；
（2）当ϕ> 0，即
ϕ
u
>
ϕ
i
时，电压u 比电流i 先到达零值
或正的最大值，称电压u 比电流i 在相位上超前ϕ角。

反过来也可以称电流i 比电压u 滞后ϕ角，
（3）当ϕ=2
π
时，两正弦量的变化进程相差90°称它们为正交，
（4）当ϕ=π时，两正弦量的变化进程刚好相反，称它们为反相，
【例题】 已知两正弦电动势分别是:
e 1=100V t )60100sin(2︒+π，e 2V t )30100sin(265︒-=π。

求：（1）各电动势的最大值和有效值；
（2）频率、周期、相位、初相位、相位差； 解：（1）最大值 V Em 21001= V Em 2652= 有效值 V E 1002
21001==
V E 652
2652==
（2）频率
Hz
f
f 50210022
1
===
=
π
π
πω 周期 s f T T 02.050
1
121==== 相位
)60100(1︒+=t πα )30100(2
︒-=t πα
初相位︒=601
ϕ ︒-=302
ϕ
相位差︒=︒--︒=-=
90)30(602
1
ϕ
ϕϕ。

汇报课教案新课新课直流电与交流电的区别一、正弦交流电的基本概念1、正弦交流电：交流电是随时间作正弦规律变化的,称为正弦交流电.2、交流电的产生:正弦交流电由交流发电机产生的.瞬时值表达式：电动势)(ϕω+=tSinEem电压)(ϕω+=tSinUum电流)(ϕω+=tSinIim二、交流电的三要素1.最大值：在交流电中，最大的瞬时值称为最大值，也称振幅或峰值。

用大写字母加下标m表示。

如I m、U m、E m2。

周期、频率和角频率周期T：交流电变化一周所需要的时间。

单位秒（S）频率f：交流电每秒钟变化的次数.单位赫兹（Hz)常用单位还有千赫(kHz）和兆赫（MHz）1 MHz = 103 kHz = 106 Hz我国电力工业标准频率为50 Hz，也叫工频。

周期与频率的关系为角频率ω：交流电每秒钟变化的弧度。

单位弧度/秒（rad/s）3、初相位的状态；而把t=0时的相位角叫做初相角,简称初相。

相位差（ϕ）：两个同频率正弦量相位角或初相观察实验分析现象演绎推理寻求答案探究内容多媒体展示周期、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。

大屏幕展示引导思路叫做相位角或相位，决定交流电某一时刻所处)(ϕω+ts02.01==fTfTππω22==教案。

表征正弦交流电的物理量-教学设计表征正弦交流电的物理量教案【教学目标】1．理解最大值、有效值的概念，掌握它们之间的关系。

2．理解周期、频率和角频率的概念，掌握它们之间的关系。

3．理解相位、初相和相位差的概念，掌握它们之间的关系。

【教学重点】重点：正弦交流电的三要素【教学难点】难点：1、角频率和相位概念的理解。

2、三要素与波形图之间的关系。

【教学方法】直观演示法、讲授法、多媒体演示法【教学过程】一、导入新课教师可利用多媒体展示正弦交流电压波形图，然后引导学生同直流电相比，要完整地描述交流电，必须从变化范围、变化快慢和变化的起点三方面来进行，从而引出本节课的学习内容——正弦交流电的基本物理量。

二、讲授新课教学环节1：正弦交流电的最大值和有效值教师活动：教师可利用展示的正弦交流电压波形图，讲解最大值和有效值的概念、正确表示方法及它们之间的关系，同时说明最大值和有效值在实际应用中的重要意义。

学生活动：学生可根据正弦交流电压波形图，在教师的引导下学习最大值和有效值的基本概念、表示方法及它们之间的关系。

知识点：1．最大值：正弦交流电在一个周期内所能达到的最大数值，称为交流电的最大值，又称振幅、幅值或峰值，通常用带下标m的大写字母表示。

最大值可以用来表示正弦交流电变化的范围。

2．有效值：交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的。

让交流电和直流电分别通过同样阻值的电阻，如果它们在同一时间内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值，分别用i、u、e来表示电流、电压、电动势的有效值。

3．有效值与最大值之间的关系为有效值＝最大值提示：各种使用交流电的电气设备上所标的额定电压和额定电流的数值指的是有效值；一般的交流电流表和交流电压表测量的数值，也都是指有效值。

如通常说照明电路的电压是220v，便指的是有效值。

教学环节2：正弦交流电的周期、频率和角频率教师活动：教师可利用正弦交流电压波形图，讲解频率、周期和角频率的基本概念、表示方法及它们之间的关系，并给学生以一定的练习。