知识点7:纯电感正弦交流电路(一)-教学文稿.
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纯电感正弦交流电路1、含义:交流电路中只有电感线圈作负载的电路。
2、电流与电压的关系在电感线圈两端加上交流电U L ,线圈中必定产生交流电流i ,因而线圈中将产生感生电动势,其大小:e L =-L t i ∆∆ 则线圈两端的电压u L =- e L =-L t i ∆∆ 通过线圈的电流i= t sin I m ω在0-2π即第一个41周期内:电流从0→I m ,t i ∆∆>0且最大→0,电压e Lm →0。
在2π-π即第二个41周期内:电流从I m →0,t i ∆∆<0且0→最大负值,电压0→-e Lm 。
在π-23π即第三个41周期内: 电流从0→-I m ,ti ∆∆<0且最大负值→0,电压-e Lm →0。
在23π-2π即第四个41周期内: 电流从-I m →0,ti ∆∆>0且0→最大,电压0→e Lm 。
结论: 在纯电感电路中,电感两端的电压超前电流90度,或电流滞后电压90度. i= t sin I m ωu=U Lm sin(ωt+2π) 电流一电压最大值之间的关系:LI L:2L U I L L lm m ωωω===U U I 或得两边同除于 设X L =ωL 代入上式:L L X U I =在纯电感正弦交流电路中,电流和电压的最大值及有效值之间符合欧姆定律.3、感抗:1)、计算:X L =ωL=2πfL2)、特点:“通直阻交”3)、注意:I U X L L =只表示电压与电流的最大值或有效值之比。
iu x L L ≠不是瞬时值之比 4、电路的功率:1)、瞬时功率电压瞬时值u 和电流瞬时值i 的乘积,称为瞬时功率。
用P 表示。
即:p= U Lm sin(ωt+2π)t sin I m ω= U Lm sin ωt t sin I m ω=21U Lm I m sin2ωt= U L Isin2ωt电感元件的瞬时功率P 是按正弦规律变化的,其频率为电流频率的2倍。
纯电感正弦交流电路说课稿各位领导、各位评委你们好:我是XXXX,今天我要进行说课的内容是《纯电感正弦交流电路》。
首先,我对本节内容进行分析。
一、说教材的地位和作用:《纯电感正弦交流电路》是全国中等职业技术学校电工类专业通用教材《电工基础》第五章第五节的内容,根据教学大纲的要求用2课时完成本节教学内容,在此之前,我们已经学了有关交流电的基础知识和基本理论及纯电阻正弦交流电路等相关知识为本节的学习起了铺垫的作用,因此,本节内容在《电工基础》中有不可忽视的地位与作用。
《电工基础》是电工类专业的一门技术基础课,而本课程《纯电感正弦交流电路》是单相正弦交流电路这一章中的一个重点内容,是学好以后各门专业课必备的理论基础知识,是学习《电工基础》这门课不可缺少的内容之一。
二、说教学目标:根据《电工基础》的结构和内容分析,结合电工专业对《电工基础》理论知识的需要,我制定了以下教学目标:1.理解并掌握电流与电压的关系及感抗的这个物理量。
2.掌握电路的功率(瞬时功率和无功功率)的意义和表示方法。
三、说教学重点和难点重点:理解用电感线圈做负载对交流电路产生的阻碍作用和纯电阻电阻的区别。
难点:是电流和电压的相位关系及无功功率的意义和计算方法。
为了讲清本节的教学重点和难点,使学生能够理解并掌握本节内容所设定的教学目标,我再从教法和学法上谈谈我的观点。
四、说教法:为了让学生充分掌握本节课的知识内容,将课堂教学和学生的思维活动紧密结合起来,发展学生的思维能力,激发学生参与教学活动的能力,结合本节课的内容特点,我主要采用了以下教学方法。
1.讲授法:该法有利于教师将基础知识系统、连贯地传授给学生,发挥教师的主导作用,通过讲授让学生掌握本节的知识点。
2.探究法:提出问题,学生充分发挥自己的思维能力,调动学生的主体作用,引导学生积极思考,培养学生分析问题的能力。
本节提出的第一个问题是:电压的相位为什么超前电流90°第二个问题是为什么电路中只有瞬时功率和无功功率而没有有功功率。
教案内容、过程教法时间分配纯电感正弦交流电路一、电感元件1.自感系数和电磁感应磁通链:电流i产生的磁通为φ,线圈有N匝,那么与线圈交链的总磁通。
因为这个磁通或磁通链是由线圈本身的电流所产生,所以称为自感磁通或自感磁通链。
换算关系为1H=103 mH=106μH实际的电感线圈是用导线绕制而成的,因此除了具有电感外,还存在电阻。
如果电阻较小甚至可以忽略不计时,就可看作是理想电感元件。
对一个理想的电感线圈而言,若通过线圈的电流变动时,电流产生的磁通随之变动,而变动的磁通穿过线圈时必将引起电磁感应现象,在线圈中就会产生感应电动势,由于这种电磁感应现象是流经本线圈中的电流变化而在本线圈中引起的,因此称为自感应。
由自感现象引起的自感电动势和电流的方向选择一致时,则复习提问 10`课题引入 10`教案纸教 案 纸教 案 内 容、 过 程教 法时间分配必须指出,“无功”的含义是“交换”而不是“消耗”,它是相对 “有功”而言的,决不能理解为“无用”。
【例题】 有一电阻可以忽略的线圈接在交流电源上,已知)30314sin(2220 +=t u V,线圈的电感量L =0.7H ,求:(1)写出流过线圈电流的瞬时值表达式; (2)求电路的无功功率; (3)电压和电流的矢量图。
解:(1)因线圈的感抗Ω≈⨯==2207.0314L X L ω 电压有效值为U =220V , 流过线圈的电流有效值1220220===L X U I A 又因电流滞后电压900,而电压的初相为300 则电流的初相为 60903090-=-=-=u i ϕϕ.所以流过线圈电流的瞬时表达式为: )60314sin(2 -=t i A (2)电路的无功功率为: 2201220=⨯==UI Q L (Var) (3)电压和电流的矢量图如图所示小结 5`。
第周第课时月日课题纯电感电路(一)知识目标掌握纯电感电路电感元件电压与电流关系及旋转矢量图能力目标掌握感抗、有功功率与无功功率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)一个忽略了电阻和分布电容的空心线圈,与交流电源连接组成的电路叫做纯电感电路,如下图所示。
纯电感电路是理想电路。
实际的电感线圈都有一定的电阻,当电阻很小,可以忽略不计时,电感线圈与交流电源连接成的电路可以视为纯电感电路。
一、电流、电压间数量关系通过右上图所示的实验,来研究纯电感电路电流与电压间的数量关系。
按图连接好电路,在保证正弦交流电源频率一定的条件下,任意改变信号源的电压值,从电流表和电压表的读数可知,电压与电流成正比,即式中 U L——电感线圈两端的电压有效值,单位是伏[特],符号为V;I——通过线圈的电流有效值,单位是安[培],符号为A;X L——电感的电抗,简称感抗,单位是欧[姆],符号为Ω。
上式叫做纯电感电路的欧姆定律。
感抗表示线圈对通过的交流电所呈现的阻碍作用。
值得注意的是,虽然感抗XL和电阻R的作用相似,但是它与电阻R对电流的阻碍作用有本质的区别。
线圈的感抗表示线圈所产生的自感电动势对通过线圈的交变电流的反抗作用,它只有在正弦交流电路中才有意义。
将公式两端同时乘以,得到这说明纯电感电路中,电流、电压的最大值也服从欧姆定律。
理论和实验证明,感抗的大小与电源频率成正比,与线圈的电感成正比。
感抗的公式为式中 f--电源频率,单位是赫[兹],符号为Hz;L——线圈的电感,单位是亨[利],符号为H;X L——线圈的感抗,单位是欧[姆],符号为Ω。
由(式5—14)可知,当交流电频率越高,即f越大,凸AT。
越大,线圈中产生的自感电动势就越大,对电路中的电流所呈现的阻碍作用也就越大。
而对直流电,它的频率f=o.则X L=o。
因此直流电路中的电感线圈可视为短路。
电感线圈的这种“通直流、阻交流;通低频、阻高频”的性能广泛应用在电子技术中二、电流、电压间相位关系通过图5—18所示的实验,来研究纯电感电路中电流与电压间的相位关系。