清远工贸职业技术学校课时教学教案
教学过程
图6.1直流电和交流电的波形
）直流电和交流电的表示：直流电的物理量用大写字母表示，例如：
流电的物理量用小写字母表示，例如e、i、u。
）交流电的参考方向：如图4.2所示为交流电的参考方向。图中标出的
它们的实际方向是在不断反复变化的，与参考方向相同的半个周期为正值，
图6.2交流电的参考方向
图4.3正弦交流电的波形
．角频率：单位时间内变化的角度（以弧度为单位），单位是弧度
ω = 2πf
我国供电电源的频率为50Hz，称为工业标准频率，简称工频，其周期为多少？
（a）0 < ?< π （b）－ π < ?< 0 （c） ?＝0 （d） ?＝π
图6.4正弦交流电的相位差
交流电的基本概念本节概述： 一、静电、直流电、交流电 二、交流电的基本知识 1）交流电的概念 2）交流电的分类 3）交流电的经济意义 4）交流电的优点 三、正弦交流电的基本知识 1）正弦交流电的概念 2）正弦交流电的表示方法 3）正弦交流电的三要素
一、静电、直流电、交流电 静电： 是一种静止不动的电，就好像把水放在一根平放的管子里，水在管中静止不动一样，也就是当电荷积聚不动时，这种电荷称为静电。 直流电： 是指方向一定而大小不变的电流，我们使用的手电筒和拖拉机、汽车上的电池都是直流电。 交流电： 是指方向和大小都在不断改变的电流。我们常见的电灯、电动机等用的电都是交流电。在实用中，直流电用符 号"="表示，交流电用符号"~"表示。 二、交流电的基本知识 ?1、交流电的基本概念 交流电，简称“交流”。一般指大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流。它的最基本的形式是正弦电流。我国交流电供电的标准频率规定为50赫兹。交流电随时间变化的形式可以是多种多样的。不同变化形式的交流电其应用范围和产生的效果也不同的。以正弦交流电应用最为广泛，且其他非正弦交流电一般都可以经过数学处理后，化成为正弦交流电的迭加。 ?2、交流电的分类 ?交流电按其性质分分以下三种： １、正弦交流电：电流和电压的大小和方向随时间呈正弦规律变化，是最
基本的交流电。 ２、模拟交变信号：用大小和方向都随时间变化的交流表示声音、图像信息内容的交流电称为模拟交变信号。例如模拟声音的交流称为音频信号，模拟图像的交流称为视频信号。 ３、脉冲：顾名思义，脉冲含有脉动和短促的意思。将这一意义推广到电工学上泛指按一定规律（不按正弦规律）出现的电流和电压。 常见的脉冲信号有以下几种：（１）方形波（矩形波）；（２）三角波（斜波、锯齿波）；（３）梯形波（４）阶梯波；（５）钟形波。 若交流电随时间按周期性规律变化，则称为周期性交流电，如下图所示： ?3、交流电的使用意义 在现代共农业生产和日常生活中，广泛地使用着交流电。主要原因是与直流电相比，交流电在产生、输送和使用方面具有明显的优点和重大的经济意义。例如在远距离输电时，采用较高的电压可以减少线路上的损失。对于用户来说，采用较低的电压既安全又可降低电器设备的绝缘要求。这
【课题】正弦交流电基本概念 【课时】 1课时 【教学目标】 1、掌握正弦交流电的基本概念。 2、了解正弦量的三要素。 【教学重点】 正弦交流电的三要素。 【教学难点】 正弦交流电的角频率、瞬时值、最大值、有效值、相位、初相位和相位差。 【教学过程】 【一、导入新课】 在生活中同学们都经常听说直流电和交流电，那么同学们是否知道我们教室里所使用的电到底是直流电还是交流电呢 【二、讲授新课】 1.2.1正弦交流电的基本概念 正弦交流电的波形
1、交流电：大小和方向随时间按正弦规律做周期性变化的电量，符号AC 。 2、基本电量：正弦交流电流、正弦交流电压、正弦交流电动势。 3、解析式：i(t)I m sin （ t +?） u(t)U m sin （ t +?） e(t) E m sin （ t +?） I m U m E m ————振幅（峰值或最大值） ——角频率（rad/s ） ?——初相位（弧度或度） 1、 交流电的大小 1、瞬时值：交流电在任意时刻的数值，用小写字母表示，例如e 、i 、u 。 2、最大值：交流电在变化过程中出现在最大瞬时值，用大写字母并在右下角标m 表示，例如I m 、 U m 、 E m 。 3、有效值：规定用来计量交流电大小的物理量，用大写字母表示，例如U 、I 、E 。如果交流电通过一个电阻时，在一个周期内产生的热量与某直流电通过同一电阻在同样长的时间内产生的热量相等，就将这一直流电的数值定义为交流电的有效值。 正弦交流电的有效值和最大值之间的关系为 2 m U U = U m 或U m 2U 练习题：已知，u(t)500 sin （200 t +45°），求U m 、U 和第5 秒时的瞬时值。
正弦交流电 1.7.5实训任务一正弦交流电的基本概念 实训任务一正弦交流电的基本概念 观察与思考 图6－1－1（a）所示是用示波器观察到的直流电压的波形，图6－1－1（b）所示是通过示波器观察到的正弦交流电压的波形，你能说说什么是正弦交流电？正弦交流电与直流电相比有什么特点？ 由图6－1－1可知，直流电的大小和方向都不随时间变化，用示波器观察它的波形是一条直线。而正弦交流电的大小和方向都在随时间作周期性变化，并且是按正弦规律变化的。 图6－1－1用示波器观察到的直流电与交流电波形 一、正弦交流电 在交流电路中，电压、电流的大小和方向随时间作周期性变化，这样的电压、电流分别称为交变电压、交变电流，统称交流电。大小和方向都随时间按正弦规律作周期性变化的交流电称为正弦交流电，如图6－1－2（c）所示。大小和方向随时间不按正弦规律变化的，称为非正弦交流电，常见的有矩形波、三角波等，如图6－1－2（a）、（b）所示。 图6－1－2几种常见的交流电波形图 （a）矩形波；（b）三角波；（c）正弦交流电 二、瞬时值与波形图 交流电的电压或电流在变化过程的任一瞬间，都有确定的大小和方向，称为交流电的瞬时值，分别用小写字母u、i来表示。 在直角坐标系中，用横坐标表示时间t，纵坐标表示交流电的瞬时值，把某一时刻t和与之对应的u或i作为平面直角坐标系中的点，用光滑的曲线把这些点连接起来，就得到交流电u或i随时间变化的曲化，即波形图。通过波形图可以直观地了解电压或电流随时间变化的规律。 另外，在交流电路中，随时间变化的量用小写字母表示，如随时间变化的电压、电流、电动势和功率的瞬时值，分别用u、i、e、p表示；不随时间变化的量用大写字母表示，如电压、电流、电动势的有效值和有功功率，分别用大写字母U、I、E、P表示。
正弦交流电的基本概念 一、周期、频率与角频率 正弦交流电每重复变化一次所经历的时间称为周期，用T 表示，周期的单位为秒（s ）。正弦交流电在单位时间内变化所完成的循环次数称为频率，用f 表示，频率的单位为赫兹（Hz ）。例如，在一秒钟内完成三次循环，它的频率就是 3 Hz ，一次循环等于13秒。由定义可知，频率等于周期的倒数，即1f T =或1 T f = T 的单位为秒（S ）； f 的单位为赫兹（Hz ）； 比较频率和周期的定义可知，二者互为倒数，显然1 Hz S =。工业用电标准频率在不同的国家有不同 的规定。我国和世界大多数国家规定，工业用电标准频率为50Hz 。美国、日本和部分欧洲国家采用的工业用电标准频率为60Hz 。周期和频率表示正弦交流电变化的快慢，周期愈长，正弦交流电变化愈慢；频率愈高，正弦交流电变化愈快。正弦交流电变化的快慢除可用周期和频率来表示外，还可用角频率ω来表示。 所谓角频率是指正弦交流电在单位时间内变化的角度，即每秒变化的弧度数。如每秒角度变化360°也就是一周，即为2π弧度。如果在一秒内，旋转了四周，即转过了4×2π=8π弧度。因为正弦量完成一个循环的变化，经历了2π弧度，所以角频率和频率之间的关系为2f ω π=。角频率的单位为弧度/秒 （rad/s ）。角频率愈高，正弦交流电变化愈快。 二、幅值与有效值 正弦交流电在变化过程中出现的最大瞬时值称为正弦交流电的幅值或最大值。用大写字母加下标m 来表示，如I m 和U m ，分别表示电流和电压的幅值。 然而，工程上一般所说的正弦交流电的大小不是指最大值，而是指有效值。因为有效值能更确切地反映正弦交流电在电功率、电能和机械力等方面的效果。 电气设备铭牌上所标明的额定电压和额定电流都是有效值。有效值是如何定义的呢？ 我们以电流为例，如果一个周期性电流i 通过某一电阻R ，在一个周期内产生的热量与另一个直流电流I 通过电阻R 在相等时间内产生的热量相等，则将此直流电流的量值I 称为该周期性电流i 的有效值。有效值用大写字母表示，如I 、U 、E 分别表示周期性电流、电压、电动势的有效值。 根据12Q Q =可得出下式 220T i Rdt I RT =? 由此公式可得交流电流的有效值为下式 I =同理也可得出以下2式：
第七章 正弦交流电路的基本概念测试题 一、填空题 1．交流电流是指电流的大小和____ 都随时间作周期变化，且在一个周期内其平均值为零的电流。 2．正弦交流电路是指电路中的电压、电流均随时间按____ 规律变化的电路。 3．正弦交流电的瞬时表达式为e =____________、i =____________。 4．角频率是指交流电在________时间内变化的电角度。 5．正弦交流电的三个基本要素是_____、_____和_____。 6．我国工业及生活中使用的交流电频率____，周期为____。 7． 已知V t t u )270100sin(4)(?+-=，m U = V ，ω= rad/s ， Ф = rad ，T= s ，f= Hz ，T t= 12 时，u(t)= 。 . 8．已知两个正弦交流电流A )90314sin(310A,)30314sin(100 20 1+=-=t i t i ，则21i i 和的相 位差为_____，___超前___。 9．有一正弦交流电流，有效值为20A ，其最大值为______。 10．已知正弦交流电压V )30314sin(100 +=t u ，该电压有效值U=_____。 11．已知正弦交流电流A )60314sin(250 -=t i ，该电流有效值I=_____。 12．已知正弦交流电压() V 60314sin 22200 +=t u ，它的最大值为___，有效值为____，角频 率为____，相位为____，初相位为____。 二、选择题 1、两个同频率正弦交流电的相位差等于1800时，则它们相位关系是____。 a)同相 b)反相 c)相等 2、图4-1所示波形图，电流的瞬时表达式为___________A 。 a))302sin(0+=t I i m ω b) )180sin(0 +=t I i m ω c) t I i m ωsin = ) 3、图4-2所示波形图中，电压的瞬时表达式为__________V 。 a) )45sin(0-=t U u m ω b) )45sin(0+=t U u m ω c) )135sin(0 +=t U u m ω 4、图4-3所示波形图中，e 的瞬时表达式为_______。 a) )30sin(0-=t E e m ω b) )60sin(0-=t E e m ω c) )60sin(0 +=t E e m ω 5、图4-1与图4-2两条曲线的相位差ui ?=_____。 a) 900 b) -450 c)－1350 6、图4-2与图4-3两条曲线的相位差ue ?=_____。 a) 450 b) 600 c)1050 7、图4-1与图4-3两条曲线的相位差ie ?=_____。 ~ a) 300 b) 600 c)－ 1200
----------------------------精品word 文档 值得下载 值得拥有---------------------------------------------- 第七章 正弦交流电路 的基本概念测试题 一、填空题 1．交流电流是指电流的大小和____ 都随时间作周期变化，且在一个周期内其平均值为零的电流。 2．正弦交流电路是指电路中的电压、电流均随时间按____ 规律变化的电路。 3．正弦交流电的瞬时表达式为e =____________、 i =____________。 4．角频率是指交流电在________时间内变化的电角度。 5．正弦交流电的三个基本要素是_____、_____和_____。 6．我国工业及生活中使用的交流电频率____，周期为____。 7． 已知V t t u )270100sin(4)(?+-=，m U = V ，ω= rad/s ， Ф = rad ，T= s ，f= Hz ，T t=12 时， u(t)= 。 8 ． 已 知 两 个 正 弦 交 流 电 流 A )90314sin(310A,)30314sin(100201+=-=t i t i ，则21i i 和的相位差为_____，___超前___。 9．有一正弦交流电流，有效值为20A ，其最大值为 ______。 10．已知正弦交流电压V )30314sin(100 +=t u ，该电压有效值U=_____。 11．已知正弦交流电流A )60314sin(250 -=t i ，该 电流有效值I=_____。 12．已知正弦交流电压() V 60314sin 22200 +=t u ， 它的最大值为___，有效值为____，角频率为____，相位为____，初相位为____。 二、选择题 1、两个同频率正弦交流电的相位差等于1800 时，则它们相位关系是____。 a)同相 b)反相 c)相等 2、图4-1所示波形图，电流的瞬时表达式为___________A 。 a) ) 302sin(0+=t I i m ω b) )180sin(0+=t I i m ω c) t I i m ωsin = 3、图4-2所示波形图中，电压的瞬时表达式为__________V 。 a) ) 45sin(0-=t U u m ω b) )45sin(0+=t U u m ω c) )135sin(0+=t U u m ω 4、图4-3所示波形图中，e 的瞬时表达式为_______。 a) ) 30sin(0-=t E e m ω b) )60sin(0-=t E e m ω c) )60sin(0+=t E e m ω 5、图4-1与图4-2两条曲线的相位差ui ?=_____。 a) 900 b) -450 c)－1350 6、图4-2与图4-3两条曲线的相位差ue ?=_____。 a) 450 b) 600 c)105 7、图4-1与图4-3两条曲线的相位差ie ?=_____。
课题：正弦交流电的基本概念 新课导入： 提问：什么是直流电? 答：把大小方向不随时间变化的电流、电压和电动势统称为直流电。 如图3-1-1所示 导入：什么是交流电? 答：大小和方向随时间做周期性变化的电流、电压和电动势统称为交流电。 如图3-1-2----3-1- 4所示 课题：交流电的基本概念 【教学目的】 一．知道什么是正弦交流电； 二．知道正弦交流电是怎样产生的； 三．熟悉正弦交流电的 【教学重点】 【教学难点】 相位、初相位 正弦交流电的三要素
一、交流电与正弦交流电 二、正弦交流电的产生 1.电的分类 直流电 交流电 恒定直流：大小和方向都不随时间变化 脉动直流：大小随时间变化而方向不变 正弦交流电：大小和方向按正弦规律变化 非正弦交流电：大小和方向不按正弦规律变化 2.直流电与交流电的根本区别 直流电的方向不随时间的变化而变化 交流电的方向随着时间的变化而变化
e ab =B m sin αl ab V e cd =B m sin αl cd V l ab =l cd =l e=e ab ＋e cd =2 B m l V sin α e=2 B m l V sin （ωt ＋φ0） 令： 2 B m l V = E m 则：e= E m sin （ωt ＋φ0） 1．最大值：正弦交流电瞬时值中最大的值（max ） 正弦交流电的瞬时值： 正弦交流电在某一时刻的值就是这一时刻的瞬时值。 由图3-1-8可写出正弦交流电流瞬时值的表达式为： i = I m sin ωt 式中I m 是瞬时值中最大的值称为交流电流的最大值。 则：电动势e 的最大值记作E m 电压u 的最大值记作U m 2. 正弦交流电的周期、频率与角频率。 ①、周期：正弦交流电变化一周所需用的时间。 用符号Ｔ来表示，单位：秒（Ｓ） ②、频率：正弦交流电在1秒内重复变化的周数（次数） 用符号ｆ来表示，单位为赫兹（Ｈｚ）或周（ｃ） 频率的换算单位：千赫（ＫＨｚ）、兆赫（ＭＨｚ） 换算关系：1kHz = 103 Hz 1MHz = 103 kHz = 106 Hz ③角频率：正弦交流电每秒内变化的电角度。 用ω表示，单位为弧度每秒（r a d / S ） ④角频率与周期、频率的关系: 正弦电流—— i （A ） 正弦电压—— u （V ） 正弦电动势 — e （V ） 分别记作 数学表达式 i = I m sin （ωt+φi ） （A ） u = U m sin （ωt+φu ）（V ） e = E m sin （ωt+φe ）（V ）
单相正弦交流电路试题及答案 一、填空题 1．交流电流是指电流的大小和____ 都随时间作周期变化，且在一个周期内其平均值为零 的电流。 2．正弦交流电路是指电路中的电压、电流均随时间按____ 规律变化的电路。 3．正弦交流电的瞬时表达式为e =____________、i =____________。 4．角频率是指交流电在________时间内变化的电角度。 5．正弦交流电的三个基本要素是_____、_____和_____。 6．我国工业及生活中使用的交流电频率____，周期为____。 7． 已知V t t u )270100sin(4)(?+-=，m U = V ，ω= rad/s ，ψ = rad ，T= s ，f= Hz ，T t=12 时，u(t)= 。 8．已知两个正弦交流电流A )90314sin(310A,)30314sin(100201+=-=t i t i ，则21i i 和的 相位差为_____，___超前___。 9．有一正弦交流电流，有效值为20A ，其最大值为____，平均值为____。 10．已知正弦交流电压V )30314sin(100 +=t u ，该电压有效值U=_____。 11．已知正弦交流电流A )60314sin(250-=t i ，该电流有效值I=_____。 12．已知正弦交流电压() V 60314sin 22200+=t u ，它的最大值为___，有效值为____，角频率为____，相位为____，初相位为____。 13．正弦交流电的四种表示方法是相量图、曲线图、_____ 和_____ 。 14．正弦量的相量表示法，就是用复数的模数表示正弦量的_____，用复数的辐角表示正弦 量的_______。 15．已知某正弦交流电压V t U u u m )sin(ψω-=，则其相量形式?U =______V 。 16．已知某正弦交流电流相量形式为0i120e 50=?I A ，则其瞬时表达式i =__________A 。 17．已知Z 1=12+j9， Z 2=12+j16， 则Z 1·Z 2=________，Z 1/Z 2=_________。 18．已知11530Z =∠?，22020Z =∠?，则 Z 1?Z 2=_______，Z 1/Z 2=_________。 19．已知A )60sin(210,A )30sin(250201+=+=t i t i ωω，由相量图得
正弦交流电的基本概念教案 1.在电力系统中，从发电到输配电，用的都是交流电 这里的电源是交流发电机。在前面我们介绍过一个最简单的原理性交流发电机，它是靠线圈在磁场中转动而获得的交变的感应电动势的。交流发电机产生的交变电动势随时间变化的关系图，基本上是正弦或余弦函数的波形，这样的交流电叫做简谐交流电。 2.在无线电电子设备中的各种电讯号，大多也是交流电信号 这里电讯号的来源是多种多样的。在收音机、电视机中通过天线接收了从电台发射到空间的电磁波。形成整机的讯号源。 3.在许多电子测量仪器（如交流电桥、示波器、频率计、Q 表等）中，这些讯号发生器自身也是一些特殊的电子电路，靠它激发的自生振荡，为其它测量仪器提供交流电动势。在各种无线电电子设备中往往具有多级放大电路，这时除了整机的交流电源外，前一级放大器的输出是后一级的输入，对后一级电路来说，我们也可以把前一级作
为讯号源。实际中不同场合应用的交流随时间变化的波形是多种多样的： （1）市电是50周的简谐波； （2）电子示波器用来扫描的讯号是锯齿波； （3）电子计算机中采用的讯号是矩形脉冲； （4）激光通讯用来载波的是尖脉冲； （5）广播电台发射的讯号在中波段是535KC—1605KC的调幅波（即振幅随时间变化的简谐波）； （6）电视台和通讯系统发射的讯号兼有调幅和调频波（即频率随时间变化的简谐波）。 这里讲的“波”是习惯说法，其实都是电流i 随时间t的变化状态（即振动状态），而不是波。我们知道，波方程必须既是时间t 又是空间r（或其中之一，如x）的函数。虽然交流电的波形多种多样,但其中最重要的是简谐交流电，这是因为：
第七章 正弦交流电路的基本概念测试题 一、填空题 1．交流电流是指电流的大小和____ 都随时间作周期变化，且在一个周期内其平均值为零的电流。 2．正弦交流电路是指电路中的电压、电流均随时间按____ 规律变化的电路。 3．正弦交流电的瞬时表达式为e =____________、i =____________。 4．角频率是指交流电在________时间内变化的电角度。 5．正弦交流电的三个基本要素是_____、_____和_____。 6．我国工业及生活中使用的交流电频率____，周期为____。 7． 已知V t t u )270100sin(4)(?+-=，m U = V ，ω= rad/s ， Ф = rad ，T= s ，f= Hz ，T t= 12 时，u(t)= 。 8．已知两个正弦交流电流A )90314sin(310A,)30314sin(100 20 1+=-=t i t i ，则21i i 和的相 位差为_____，___超前___。 9．有一正弦交流电流，有效值为20A ，其最大值为______。 10．已知正弦交流电压V )30314sin(100 +=t u ，该电压有效值U=_____。 11．已知正弦交流电流A )60314sin(250 -=t i ，该电流有效值I=_____。 12．已知正弦交流电压() V 60314sin 22200 +=t u ，它的最大值为___，有效值为____，角频 率为____，相位为____，初相位为____。 二、选择题 1、两个同频率正弦交流电的相位差等于1800 时，则它们相位关系是____。 a)同相 b)反相 c)相等 2、图4-1所示波形图，电流的瞬时表达式为___________A 。 a))302sin(0+=t I i m ω b) )180sin(0 +=t I i m ω c) t I i m ωsin = 3、图4-2所示波形图中，电压的瞬时表达式为__________V 。 a) )45sin(0-=t U u m ω b) )45sin(0+=t U u m ω c) )135sin(0 +=t U u m ω 4、图4-3所示波形图中，e 的瞬时表达式为_______。 a) )30sin(0-=t E e m ω b) )60sin(0-=t E e m ω c) )60sin(0 +=t E e m ω 5、图4-1与图4-2两条曲线的相位差ui ?=_____。 a) 900 b) -450 c)－1350 6、图4-2与图4-3两条曲线的相位差ue ?=_____。 a) 450 b) 600 c)1050 7、图4-1与图4-3两条曲线的相位差ie ?=_____。 a) 300 b) 600 c)－ 1200
6 正弦交流电 【课题名称】6.1 正弦交流电的基本概念 【课时安排】 1课时 【教学目标】 1．理解正弦交流电的基本概念。 2．了解正弦交流电的瞬时值与波形图 【教学重点】 重点：正弦交流电的基本概念 【教学难点】 难点：正弦交流电瞬时值概念的理解 【关键点】 明确正弦交流电同直流电的区别 【教学方法】 直观演示法、讲授法、谈话法、理论联系实际法、多媒体演示法 【教具资源】 多媒体课件、示波器、信号发生器 【教学过程】 一、导入新课 教师可用示波器或多媒体演示直流电压和正弦交流电压的波形，引导学生分析正弦交流电与直流电波形各自的特点。从而引出本节课的学习内容——正弦交流电。 二、讲授新课 教学环节1：正弦交流电的基本概念 教师活动：教师可利用多媒体或用示波器演示正弦交流电的波形；引导学生说说电压或电流随时间变化的规律 学生活动：学生可根据多媒体展示或示波器演示的波形图，在教师的引导下总结正弦交流电与直流电的区别，进一步了解非正弦交流电的基本概念，同时可联系已经学过的知识进行拓展。 知识点： 正弦交流电：大小和方向都随时间按正弦规律作周期性变化的交流电。 非正弦交流电：大小和方向随时间不按正弦规律变化的，如矩形波、三角波等。 教学环节2：正弦交流电的瞬时值与波形图 教师活动：教师可利用多媒体或用示波器演示正弦交流电的波形，说明在任一瞬间，交流电都有确定的大小和方向。 学生活动：学生可在教师的引导下学习瞬时值的概念和表示方法。 知识点： 1．瞬时值：交流电的电压或电流在变化过程的任一瞬间，都有确定的大小和方向，叫
做交流电的瞬时值。交流电的瞬时值通常用小写字母表示，如u、i、e、p等分别表示电压、电流、电动势、功率的瞬时值。 2．波形图：在直角坐标系中，用横坐标表示时间t，纵坐标表示交流电的瞬时值，把某一时刻t和与之对应的u或i作为平面直角坐标系中的点，用光滑的曲线把这些点连接起来，就得到交流电u或i随时间变化的曲化，即波形图。通过波形图可以直观地了解电压或电流随时间变化的规律。 三、课堂小结 教师与学生一起回顾本节课的学习内容，引导学生总结如下： 1．正弦交流电的基本概念。 2．交流电瞬时值与波形图。 四、课堂练习 教材中思考与练习第1、2题 五、课后反思 本节所讲授的内容是咱们生活中广泛使用的交流电，概念有点抽象，使用多媒体授课，更容易接受
单相正弦交流电路练习题 一、填空题 1. 交流电的三要素是指___________、__________、__________。 2. 已知交流电流的最大值Im=3A，频率f=50Hz，初相位?0=30°，则有效值I=_______，角频率ω=_________，周期T=________，瞬时值表达式为____________。 3. 市用照明电的电压是220V，这是指电压的_________值，接入一个标有“220V、100W”的白炽灯，灯丝上通过的电流的有效值是__________，电流的最大值是_________。 4. 已知，，的初相为 _________， u2 u1_________。 5. 在纯电感电路中，已知电压，电感为L，则电流I=__________，电流与电压的相位差?=?i-?u=__________。 6. 已知电路中的电流，写出电路的电压表达式：在纯电阻电路中（R=20Ω）,__________；在纯电感电路中（L=0.05H）,___________；在纯电 容电路中（C=5000μF）,__________。 7. 将一个电感线圈接在6V直流电源上，通过的电流为0.4A，改接在50HZ，6V的交流电源上，电流为0.3A，此线圈的电阻和电感分别为___________、__________。 8. 已知，，则有效值 U1=__________，U2=_________,周期T1=__________ ,T2=__________ ,频率f1=________, f2=_________ ,相位差?12=__________。 9. 在工厂中使用的电动机很多，电感L很大，则可采用__________提高功率因数。 10. 两正弦量u，i，已知u=U m sin(ωt+?u)，i=I m sin(ωt+?i)，?0=?u-?i,当______时，u，i 同相；当__________时，u，i正交；当_________时，u，i反相。 二、判断题： 1. 在RL串联电路中，则U = 14V。 ( ) 2. 纯电感电路的电压超前电流90°。（） 3. 在RL串联电路中。（） 4. 一个电路的电压三角形与阻抗三角形完全相等。（） 5. 在纯电容电路中，电流永远超前电压90°。（） 6. RL电路的阻抗随电源的频率的升高而增大，随频率的下降而减小。（） 7. 两交流电的超前、滞后，只是对于同频率的交流电而言。（） 8. 线圈自感电动势的大小，正比于线圈中电流的变化率，与线圈中电流的大小无关。（） 9. 当电容器的容量和其两端的电压值一定时，若电源的频率越高，则电路的无功功率越高。（） 10. 一个电路中的功率因数角就是该电路的等效阻抗的阻抗角。（） 三、选择题：
第2章 正弦交流电路 判断题 2.1 正弦交流电的基本概念 1．若电路的电压为)30sin(?+=t U u m ω，电流为)45sin(?-=t I i m ω， 则u 超前i 的相位角为75°。 [ ] 答案:V 2．如有电流t i 100sin 261=Ａ，)90100sin(282?+=t i Ａ，则电流相量分别是 ?=0/61I &Ａ，?=90/82I &Ａ。所以二者的电流相量和为：2 1I I I &&&+= [ ] 答案:V 3．若电路的电压为u ＝I m sin(ωt+30°)，电流为i =I m sin(ωt-45°)，则u 超前i 的相位角为15°。 [ ] 答案:X 4．正弦量的三要素是指其最大值、角频率和相位。 [ ] 答案:X 5．正弦量可以用相量表示，因此可以说，相量等于正弦量。 [ ] 答案:X 6．任何交流电流的最大值都是有效值的2倍。 [ ] 答案:X 7．正弦电路中，相量不仅表示正弦量，而且等于正弦量。 [ ] 答案:X 2.2 正弦量的相量表示法 1．如有电流t i 100sin 261=Ａ，)90200sin(282?+=t i Ａ，则电流相量分别是 ?=0/61I &Ａ，?=90/82I &Ａ。所以二者的电流相量和为：2 1I I I &&&+= 。[ ] 答案:X 2.3 单一参数的正弦交流电路 1．电容元件的容抗是电容电压与电流的瞬时值之比。 [ ] 答案:X
2．在电感元件的电路中，电压相位超前于电流90o，所以电路中总是先有电压后有电流。 [ ] 答案:X 3．电感元件的感抗是电感电压与电流的瞬时值之比。 [ ] 答案:X 4．电感元件的感抗是电感电压与电流的有效值之比。 [ ] 答案:V 5．直流电路中，电容元件的容抗为零，相当于短路。 [ ] 答案:X 6．直流电路中，电感元件的感抗为无限大，相当于开路。 [ ] 答案:X 7．直流电路中，电容元件的容抗为无限大，相当于开路。 [ ] 答案:V 8．直流电路中，电感元件的感抗为零，相当于短路。 [ ] 答案:V 9．在Ｒ、Ｌ、Ｃ串联电路中，当X L＞X C时电路呈电容性，则电流与电压同相。[ ]答案:X 10．电感元件电压相位超前于电流π/2 (rad)，所以电路中总是先有电压后有电流。[ ] 答案:X 11．正弦交流电路中，电源频率越高，电路中的感抗越大，而电路中的容抗越小。[ ] 答案:V 12．正弦电流通过电感或电容元件时，当电流为零时，则电压的绝对值为最大，当电流为最大值时，则电压为零。 [ ] 答案:V 13．正弦电流通过电感或电容元件时，当电流为零时，则电压的绝对值为最小。 [ ]答案:X 14．电容元件的容抗是电容电压与电流的瞬时值之比。 [ ] 答案:X 15．电容元件的容抗是电容电压与电流的有效值之比。 [ ] 答案:V 16．单一电感元件的正弦交流电路中，消耗的有功功率比较小。 [ ] 答案:X 17．电容元件的交流电路中，电压比电流超前90°。 [ ] 答案:X 18．电容元件的交流电路中，电流比电压超前90°。[ ] 答案:V 19．电感元件的有功功率为零。 [ ] 答案:V 20．电容元件的有功功率为零。 [ ] 答案:V
课题7－1交流电的产生 课型 新课 授课班级授课时数 1 教学目标1．掌握交流电的概念及其变化规律。2．了解交流电的波形图表示法。 教学重点 交流电的变化规律及波形图表示法。教学难点 交流电的波形图表示法。 学情分析 学生在物理中已接触过交流电的概念。教学效果
新课 教后记 课前复习 1．电流产生磁场。 2．磁场对电流的作用力。 3．电磁感应现象E = B l v sin θ 第一节交流电的产生 一、交流电的产生 演示：由图引出交流电的概念。 1．交流电：强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交流电。2．交流电的变化规律 中性面：跟磁力线垂直的平面叫中性面。 （1）线圈平面跟中性面重合的时刻开始计时 ①某一瞬间整个线圈中的感应电动势： e = 2 B l v sinωt 或者 e = E m sinωt E m = 2 B l v 式中：e ??电动势的瞬时值
E m ??电动势的最大值 由上式知在匀强磁场中匀速转动的线圈里产生的感应电动势是按正弦规律变化的。 ② 当线圈平面转到与磁感线平行的位置时，由于ωt = π / 2，sin ωt = 1，所以此时的感应电动势最大e = 2 B l v ；当线圈平面转到与磁感线垂直时，此时感应电动势最小，e = 0。 ③ 若线圈和电阻组成闭合电路，则电路中就有感应电流。 I = R e = R E m sin ωt = I m sin ωt 式中：R —— 整个闭合电路的电阻 I m —— 电流的最大值 i —— 电流强度的瞬时值 ④ 电压的瞬时值 u = I R ' = I m R' sin ωt = U m sin ωt 式中：R' —— 某段导线的电阻 U m —— 电压的最大值 由上可知：感应电动势、感应电流、外电路中一段导线上的电压都按正弦规律变化。 （2）线圈平面跟中性面有一夹角 ? 时开始计时 e = E m sin (ωt + ) i = I m sin (ωt + ) u = U m sin (ωt + ) 正弦交流电：按正弦规律变化的交流电。 二、交流电的波形图 1．讲解如图 2．用描点法画出I = I m sin ωt 和u = U m sin （ωt + ?）的图形，其中? =6 π。 练习
单相正弦交流电路的基本知识 本章的学习重点： ● 正弦交流电路的基本概念； ● 正弦量有效值的概念和定义，有效值与最大值之间的数量关系； ● 三大基本电路元件在正弦交流电路中的伏安关系及功率和能量问题。 3．1 正弦交流电路的基本概念 1、学习指导 （1）正弦量的三要素 正弦量随时间变化、对应每一时刻的数值称为瞬时值，正弦量的瞬时值表示形式一般为解析式或波形图。正弦量的最大值反映了正弦量振荡的正向最高点，也称为振幅。 正弦量的最大值和瞬时值都不能正确反映它的作功能力，因此引入有效值的概念：与一个交流电热效应相同的直流电的数值定义为这个交流电的有效值。正弦交流电的有效值与它的最大值之间具有确定的数量关系，即I I 2m 。 周期是指正弦量变化一个循环所需要的时间；频率指正弦量一秒钟内所变化的周数；角频率则指正弦量一秒钟经历的弧度数，周期、频率和角频率从不同的角度反映了同一个问题：正弦量随时间变化的快慢程度。 相位是正弦量随时间变化的电角度，是时间的函数；初相则是对应t=0时刻的相位，初相确定了正弦计时始的位置。 正弦量的最大值（或有效值）称为它的第一要素，第一要素反映了正弦量的作功能力；角频率（或频率、周期）为正弦量的第二要素，第二要素指出了正弦量随时间变化的快慢程度；初相是正弦量的第三要素，瞎经确定了正弦量计时始的位置。 一个正弦量，只要明确了它的三要素，则这个正弦量就是唯一地、确定的。因此，表达一个正弦量时，也只须表达出其三要素即可。解析式和波形图都能很好地表达正弦量的三要素，因此它们是正弦量的表示方法。 （2）相位差 相位差指的是两个同频率正弦量之间的相位之差，由于同频率正弦量之间的相位之差实际上就等于它们的初相之差，因此相位差就是两个同频率正弦量的初相之差。注意：不同频率的正弦量之间是没有相位差的概念而言的。
第七章正弦交流电路的基本概念测试题 一、填空题 1.____________________________ 交流电流是指电流的大小和 ____________________________________ 都随时间作周期变化，且在一个周期内其平均值为零的电流。 则人和心的相位差为__________ , _____ 超前_____ o 9.有一正弦交流电流，有效值为20A,其最大值为_______________ o 10?已知正弦交流电压w = 10sm(314r + 30())V ,该电压有效值U 二___ O 2.______________________________________________ 正弦交流电路是指电路中的电压、电流均随时间按________________ 律变化的电路。 3?正弦交流电的瞬时表达式为e二__________________________ 4.角频率是指交流电在__________ 时间内变化的电角度。 5.正弦交流电的三个基本要素是________ 、_____ 和_____ o 6.我国工业及生活中使用的交流电频率________ ,周期为______ o 7.已知“⑴= rsin(ioa + 27O°)u , Um二_____ V, 3二 ______ rad/s, ①二rad, T= s,仁Hz,匸丄时，u(t)二< ----- ------------ ---------- 12 ------------------------------------- 8.已知两个正弦交流电流Z, =10sin(314r-3O°)AJ2=310sin(314r + 90°)A , 规11?已知正弦交流电流/=5V2sin(314r-60°)A ,该电流有效值
不得用于商业用途 第三章 单相正弦交流电路 一、选择题? 1．两个同频率正弦交流电的相位差等于180°时，则它们相位关系是 。 a)同相 b)反相 c)相等 2．图3-1所示波形图，电流的瞬时表达式为 A 。 a))30t sin(2I i m ?+ω= b))180t sin(I i m ?+ω= c)t sin I i m ω= 3．图3-2所示波形图中，电压的瞬时表达式为 V 。 a))45-t sin(U u m ?ω= b))45t sin(U u m ?+ω= c) )531t sin(U u m ?+ω= 4．图3-1与图3-2两条曲线的相位差=?ui 。 a) 900 b) -450 c)-1350 5．正弦交流电的最大值等于有效值的 倍。 a)2 b) 2 c) 1/2 6．白炽灯的额定工作电压为220V ，它允许承受的最大电压 。 a)220V b)311V c)380V d)V 314sin 2220u(t)= 7．根据题图3-3所示电路，选择正确的表达式。将它的编号填写在括号内（ ）（多选） a)(t)u (t)u -(t)u (t)u 3ab 21=+ b)0U U -U U 3 ab 21=++ c)0U U -U U 3ab 21=++ d)(t)-u (t)u -(t)u (t)u 3ab 21=+ 8．已知2Ω电阻的电流)A 5414t 36sin(i ?+=，当i u ，为关联方向时，u = V 。 a))3014t 312sin(?+ b))4514t 3sin(212?+ c) )4514t 312sin(?+ 9．已知2Ω电阻的电压V 6010U ?∠= , 当i u ，为关联方向时,电阻上电流I = A 。 a)?∠6025 b)?∠605 c) ?∠60-5 10．在纯电感电路中，电流应为 。 a)L U/X i = b)U/L I = c) L U/I ω= 11．在纯电感电路中，电压应为 。 a)L LX U = b)I jX U L = c) I L -j U ω= 12．在纯电感电路中，感抗应为 。 a) L j X L ω= b)I /U X L = c) U/I X L = 13．加在一个感抗是20Ω的纯电感两端的电压是)V 30t sin(01u ?+ω=，则通过；它的电流瞬时值为___A 。 a) )03-t 2sin(5.0i ?ω= b))06-t sin(5.0i ?ω= c) )06t sin(5.0i ?+ω= 14．在纯电容正弦交流电路中，复容抗为 。 a)C j -ω b)C j/-ω c)C j/ω 15．在纯电容正弦交流电路中，下列各式正确的是 。 a)C U i C ω= b)C U I ω= c) C U I ω= d) U/C i = 16．若电路中某元件的端电压为)V 3514t 3sin(5u ?+=，电流)A 12514t 3sin(2i ?+=， i u 、为关联方向，则该元件是 。 a)电阻 b)电感 c)电容 17．在R-L-C 串联电路中，阻抗的模Z 是 。（多项选择） a) U/I Z = b) 22X R Z += c) U/i Z = d) jX R Z += 18．在R-L-C 串联电路中，电压电流为关联方向总电压与总电流的相位差角?为 。 a) R C -L arctan ωω=? b) R X -X arctan C L =? c) R U U arctan C L +=? d) R U -U arctan C L =? 19．在R-L-C 串联的正弦交流电路中，电压电流为关联方向总电压为 。 a) C L R U U U U ++= b) 2 C L 2R )U -(U U U += c) C L R U -U U U += 20．在R-L-C 串联的正弦交流电路中，电路的性质取决于 。 a)电路外施电压的大小 b)电路连接形式 c)电路各元件参数及电源频率 d)无法确定 21．图3-4所示为R-L-C 串联的正弦交流电路相量图，取I 为参考相量，电压电流为关联方向，当X C >X L 时，相量图为图 。 22．在R-L-C 串联的正弦交流电路中，当端电压与电流同相时，频率与参数的关系满足 。 a)ωL 2C 2=1 b)ω2LC=1 c)ωLC=1 d)ω=L 2C 23．在R-L-C 串联的正弦交流电路中，调节其中电容C 时，电路性质变化的趋势为 。 a)调大电容，电路的感性增强 b)调大电容，电路的容性增强
正弦交流电的基本概念教案
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正弦交流电的基本概念教案 1.在电力系统中，从发电到输配电，用的都是交流电 这里的电源是交流发电机。在前面我们介绍过一个最简单的原理性交流发电机，它是靠线圈在磁场中转动而获得的交变的感应电动势的。交流发电机产生的交变电动势随时间变化的关系图，基本上是正弦或余弦函数的波形，这样的交流电叫做简谐交流电。 2.在无线电电子设备中的各种电讯号，大多也是交流电信号 这里电讯号的来源是多种多样的。在收音机、电视机中通过天线接收了从电台发射到空间的电磁波。形成整机的讯号源。 3.在许多电子测量仪器（如交流电桥、示波器、频率计、Q 表等）中，这些讯号发生器自身也是一些特殊的电子电路，靠它激发的自生振荡，为其它测量仪器提供交流电动势。在各种无线电电子设备中往往具有多级放大电路，这时除了整机的交流电源外，前一级放大器的输出是后一级的输入，对后一级电路来说，我们也可以把前一级作
为讯号源。实际中不同场合应用的交流随时间变化的波形是多种多样的： （1）市电是50周的简谐波； （2）电子示波器用来扫描的讯号是锯齿波； （3）电子计算机中采用的讯号是矩形脉冲； （4）激光通讯用来载波的是尖脉冲； （5）广播电台发射的讯号在中波段是535KC—1605KC的调幅波（即振幅随时间变化的简谐波）； （6）电视台和通讯系统发射的讯号兼有调幅和调频波（即频率随时间变化的简谐波）。 这里讲的“波”是习惯说法，其实都是电流i 随时间t的变化状态（即振动状态），而不是波。我们知道，波方程必须既是时间t 又是空间r（或其中之一，如x）的函数。虽然交流电的波形多种多样,但其中最重要的是简谐交流电，这是因为：