《電工電子技術(shù)與技能》教案8

PAGEPAGE7課題序號(hào)授課課時(shí)

08 授課班級(jí)2 授課形式

161理實(shí)一體授課章節(jié)名 使用教具

4.1單相交流電路的基本物理量多媒體教學(xué)目標(biāo)1.描述正弦交流電的基本概念。2.了解正弦量的三要素。教學(xué)重點(diǎn)

正弦交流電的三要素。教學(xué)難點(diǎn)正弦交流電的角頻率、有效值、相位、初相位和相位差。更新、補(bǔ)充、刪節(jié) 無(wú)內(nèi) 容課外作業(yè)課后習(xí)題P72一教學(xué)后記授課主要內(nèi)容或板書設(shè)計(jì)一、創(chuàng)設(shè)情境二、新知講解交流電的基本概念正弦交流電的相關(guān)量（1）周期（2）頻率（3）角頻率（4）瞬時(shí)值（5）最大值（6）有效值（7）相位（8）相位差正弦交流電的表示法波形圖表示法解析式表示法三、總結(jié)：本節(jié)課主要講解了正弦交流電的基本物理量，通過(guò)學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能夠了解正弦交流電的產(chǎn)生過(guò)程、掌握正弦交流電波形圖。掌握頻率、角頻率、周期的概念及其關(guān)系；掌握最大值、有效值的概念及其關(guān)系，了解相位與相位差的概念，會(huì)進(jìn)行同頻率正弦量相位的比較；了解正弦量的矢量表示法，能進(jìn)行正弦量解析式、波形圖、矢量圖的相互轉(zhuǎn)換。四、布置作業(yè)課堂教學(xué)安排創(chuàng)設(shè)情境興趣導(dǎo)入

主要教學(xué)內(nèi)容及步驟通過(guò)日常生活中的常見(jiàn)用電器的用電類型比較，引入交流電的概念。新知講授 4.1.1 交流電的基本概念（1）交流電：大小和方向隨時(shí)間作周期性變化，并且在一個(gè)周期內(nèi)的平均值為零的電壓、電流和電動(dòng)勢(shì)。圖4.1畫出了直流電和幾種交流電的波形。圖4.1 直流電和交流電的波形直流電和交流電的表示：直流電的物理量用大寫字母表示，例如：E、I、U等；交流電的物理量用小寫字母表示，例如e、i、u。4.2所示為交流電的參考方向。圖中標(biāo)出iu參考方向相同的半個(gè)周期為正值，與參考方向相反的半個(gè)周期為負(fù)值。圖4.2 交流電的參考方向正弦交流電相關(guān)量4.3所示。頻率：交流電在單位時(shí)間內(nèi)（每秒鐘）[茲]（Hz。頻率和周期是互為倒數(shù)，即f1T圖4.3 正弦交流電的波形角頻率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)變化的角度（以弧度為單位，單位是弧度/秒（rasTf之間的關(guān)系為2f[例4.1] 我國(guó)供電電源的頻率為50Hz，稱為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)頻率，簡(jiǎn)稱工頻其周期為多少？角頻率為多少？[解]T 11s 0.02sf 502f23.1450rads=314rads即工頻50Hz的交流電，每0.02s鐘變化一個(gè)循環(huán)，每秒鐘變化50個(gè)循環(huán)。瞬時(shí)值：交流電每一瞬時(shí)所對(duì)應(yīng)的值。最大值：交流電在一個(gè)周期內(nèi)數(shù)值最大的值。有效值：規(guī)定用來(lái)計(jì)量交流電大小的物理量。如果交流電通過(guò)一個(gè)內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就將這一直流電的數(shù)值定義為交流電的有效值。正弦交流電的有效值和最大值之間的關(guān)系為IIm0.707Im2一般情況下，人們所說(shuō)的交流電流和交流電壓的大小以及測(cè)量?jī)x表所指示的電流和電壓值都是指有效值。[例4.2] 我國(guó)生活用電是220V交流電，其最大值為多少？[解]mU 2U 2220311Vm0相位：正弦交流電流在每一時(shí)刻都是變化的（ωt+ ）是該正弦流電流在t時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的角度。00初相角：t0所對(duì)應(yīng)的角度 。0相位差：兩個(gè)同頻正弦交流電的相位之差。01 02 01 (t+ )(t+ ) 01 02 01 1 若0時(shí)，波形如圖4.4（a）所示總比i先經(jīng)過(guò)對(duì)應(yīng)的最大和零值，這時(shí)就稱i超前i 角（或稱i滯后i 1 1 2 2 11 2 若 0時(shí)，波形如圖4.4（b）所示，稱為i滯后于i（或稱i1 2 i。11 1 若0時(shí)，波形如圖所示，稱為i與i相位相同，簡(jiǎn)稱同相。若時(shí)波形如圖所示，稱為i與i1 1 0（c）＝0 （d）＝圖4.4 正弦交流電的相位差正弦交流電的表示法波形圖表示法波形圖表示正弦交流電：如圖4.5所示。圖4.5 正弦交流電的波形表示法m圖中直觀的表達(dá)出被表示的正弦交流電壓的最大值U，初相和角率ω（ω =2f。m解析式表示法用解析式表示正弦交流電為m 0 uU sin（t+）=U sinm 0 0 式中t為該正弦交流電壓的相（ω為角頻率 為初相角0 Um為最大值。旋轉(zhuǎn)矢量表示法旋轉(zhuǎn)矢量表示正弦交流電：如圖4.6所示。圖4.6 正弦交流電的矢量表示0 圖中矢量的長(zhǎng)度表示正弦交流電的最大值（也可表示有效值矢量與橫軸的夾角表示初相>0在橫軸的上方0在橫軸的下方；矢量0 角速度逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。[例4.3] 將正弦交流電流i=10 2sin(314t+3

)A用旋轉(zhuǎn)矢量表示。[解] 選定矢量長(zhǎng)度為10 2與橫軸夾角為π以314rads的角速度3逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，可得旋轉(zhuǎn)矢量如圖4.7所示。[例4.4] 某兩個(gè)正弦交流電流其最大值為2 2A和3 2初相為π3和π，角頻率為ω，作出它們的旋轉(zhuǎn)矢量，寫出其對(duì)應(yīng)的解析式。6圖4.7 例題4.3附圖 圖4.8 4.4附圖[解] 分別選定2 2和3 2為矢量長(zhǎng)度在橫軸上方π和

角度作矢量，3 6它們都以同樣ω角速度逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，如圖4.8所示。它們所對(duì)應(yīng)的解析式為i2 2sin(ωt+1

)（A）π2i3 2sin(ωtπ26

)（A）可以使用最大值度量，也可以使用有效值度量。