《電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能》教案 教學(xué)單元設(shè)計8 任務(wù)1-三相正弦交流電源-任務(wù)4-用電保護(hù)

教學(xué)單元設(shè)計教學(xué)單元：電路的基礎(chǔ)知識與基本測量課程類型理實一體課時安排6課時教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)能力目標(biāo)教學(xué)難重點教學(xué)難點：相電壓與線電壓的關(guān)系中性線的作用三相電路功率計算公式的理解保護(hù)接地與保護(hù)接零原理的理解教學(xué)重點：三相電源星形聯(lián)結(jié)的特點及相電壓與線電壓的關(guān)系負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的特點對稱三相電路有功功率的計算保護(hù)接地與保護(hù)接零的重要性教學(xué)項目（任務(wù)）設(shè)計項目（任務(wù)）1：三相正弦交流電源2課時項目（任務(wù)）2：三相負(fù)載的連接2課時項目（任務(wù)）3：三相交流電路的功率1課時項目（任務(wù)）4：用電保護(hù)１課時教學(xué)反思

任務(wù)1-三相正弦交流電源課時安排2課時教學(xué)場所一體化實訓(xùn)室項目教學(xué)目標(biāo)1．理解三相正弦對稱電源、相序的概念。2．了解電源星形連結(jié)的特點，能繪制其電壓矢量圖。3．了解我國電力系統(tǒng)供電制，說出相電壓與線電壓的關(guān)系。項目（任務(wù)）知識點1．三相對稱電源。2．三相對稱電源的星形聯(lián)結(jié)、三相四線制。3．相電壓與線電壓教學(xué)方法與教學(xué)設(shè)計教學(xué)準(zhǔn)備：例舉三相交流電的廣泛應(yīng)用，從而引出三相交流電的學(xué)習(xí)。教學(xué)過程：教學(xué)環(huán)節(jié)1：三相對稱電源1．三相對稱電源的概念教師活動：教師可在黑板或多媒體展示三相對稱電源的概念，并給予解釋和說明。然后在黑板或多媒體展示三相對稱電源的瞬時值表達(dá)式、波形圖和矢量圖，最后解釋相序的概念。學(xué)生活動：學(xué)生可在教師的引導(dǎo)與講解下理解理解三相對稱電源的概念，并了解相對稱電源的瞬時值表達(dá)式、波形圖、矢量圖及相序的概念。知識點：三相對稱電源：工程上，把頻率相同、最大值相等、相位彼此相差120的三個正弦交流電源稱為三相正弦對稱電源。我國通常用U、V、W（或L1、L2、L3）分別表示三相正弦對稱電源中的第一相、第二相和第三相。如果以為參考正弦量，即第一相電源的初相為0，則第二相電源的初相為-120，第三相電源的初相為120（或-240），那么三相正弦對稱電源各相的解析式（瞬時值表達(dá)式）為：三相正弦對稱電源的波形圖和矢量圖如圖8.1所示。三相對稱電源的相序：三相交流電隨時間按正弦規(guī)律變化，它們到達(dá)最大值（或零值）的先后次序叫做相序。把U－V－W－U的順序稱為正序；若相序為U－W－V－U稱為負(fù)序。工程上如無特別說明，均采用正序。提示：三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)方向由三相電源的相序決定，改變?nèi)嚯娫吹南嘈蚩筛淖內(nèi)喈惒诫妱訖C的旋轉(zhuǎn)方向。工程上，通常采用任意對調(diào)三相電源的兩根電源線來實現(xiàn)三相異步電動機的正反控制。教學(xué)環(huán)節(jié)2：三相電源的連接1．星形聯(lián)結(jié)教師活動：教師可利用多媒體技術(shù)展示三相電源星形聯(lián)結(jié)的情況，然后根據(jù)展示圖把相關(guān)的概念如火線、零線等作一一說明。學(xué)生活動：學(xué)生可在教師的引導(dǎo)下，了解三相電源星形聯(lián)結(jié)的特點及掌握相關(guān)概念。知識點：星形聯(lián)結(jié)：將三相發(fā)電機繞組的三個末端U2、V2、W2連接成公共點，三個首端U1、V1、W1分別與負(fù)載連接，這種連接方式稱為星形聯(lián)結(jié)，用符號“Y”表示。三個末端U2、V2、W2連接成的公共點稱為中性點（或零點），用N表示，從中性點引出的導(dǎo)線稱為中性線（或零線），一般用黑色線或淡藍(lán)色線；從三相繞組首端引出的三根導(dǎo)線稱為相線（或火線），分別用符號“U、V、W”表示，用黃、綠、紅3種顏色區(qū)分。三相四線制供電系統(tǒng)：這種由三根相線和一根中性線組成的供電系統(tǒng)稱為三相四線制供電系統(tǒng)，用符號“Y0”表示，通常在低壓配電系統(tǒng)中采用；在高壓輸電系統(tǒng)中，通常采用只由三根相線組成的三相三線制供電系統(tǒng)，用符號“Y”表示。2．相電壓與線電壓教師活動：教師可根據(jù)三相電源的星形聯(lián)結(jié)圖，講解相電壓與線電壓的概念，并作相應(yīng)的矢量圖。通過矢量圖分析相電壓與線電壓之間的關(guān)系。學(xué)生活動：學(xué)生可在教師的引導(dǎo)下理解相電壓與線電壓的概念，學(xué)習(xí)相電壓與線電壓之間的矢量圖作法及它們之間的關(guān)系，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)木毩?xí)。知識點：三相四線制供電系統(tǒng)可輸出兩種電壓，即相電壓和線電壓。相電壓是相線與中性線之間的電壓，分別用符號“UU、UV、UW”表示U、V、W各相電壓的有效值，通常用UP泛指相電壓。線電壓是指相線與相線之間的電壓，分別用符號“UUV、UVW、UWU”表示UV、VW、WU各線電壓的有效值，通常用UL泛指線電壓。相電壓與線電壓之間的關(guān)系：線電壓是相電壓的倍，即UL＝UP。線電壓的相位超前相應(yīng)的相電壓30。注意：三相四線制供電系統(tǒng)中，相電壓和線電壓都是對稱的。提示：在工廠里，既有額定電壓為220V的用電器（如照明），也有額定電壓為380V的設(shè)備（如動力系統(tǒng)的電動機等），你知道工廠的供電系統(tǒng)是如何提供這兩種不同的電壓的？實際上，在三相四線制低壓供電系統(tǒng)中，照明線路接在一根相線和一根中性線上，它們之間的電壓是相電壓UP＝220V；動力線路接在三根相線上，任意兩根相線之間的電壓是線電壓UL＝380V。課堂小結(jié)1．三相對稱電源。2．三相對稱電源的星形聯(lián)結(jié)、三相四線制。3．相電壓與線電壓作業(yè)布置課堂練習(xí)教材中思考與練習(xí)第1、2題課后作業(yè)“學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與練習(xí)”同步訓(xùn)練中的8.1

任務(wù)2-三相負(fù)載的連接課時安排2課時教學(xué)場所一體化實訓(xùn)室項目教學(xué)目標(biāo)1．了解對稱負(fù)載與不對稱負(fù)載的概念。2．了解對稱負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的特點。3．了解中性線的作用。項目（任務(wù)）知識點1．三相負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)。2．中性線的作用。3．三相負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)。教學(xué)方法與教學(xué)設(shè)計教學(xué)準(zhǔn)備：創(chuàng)設(shè)具體的問題情景，如某臺三相異步電動機的接線盒中有六個接線柱，這六個接線柱分別是電動機三個繞組的接頭，因為每個繞組有兩個接頭。如果電動機的銘牌上標(biāo)注著“Y”接法、額定電壓“380V”，那么電動機正常工作時，其六個接線柱該如何接？又如何把其接到三相四線制供電系統(tǒng)中去呢？從而引出三相負(fù)載連接的學(xué)習(xí)內(nèi)容。教學(xué)過程：教學(xué)環(huán)節(jié)1：三相負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)教師活動：教師可在黑板或多媒體展示三相負(fù)載星形聯(lián)結(jié)圖，并給予解釋和說明。然后引導(dǎo)學(xué)生一起學(xué)習(xí)什么是三相負(fù)載、什么是星形聯(lián)結(jié)及星形聯(lián)結(jié)時的特點。學(xué)生活動：學(xué)生可在教師的引導(dǎo)下自主學(xué)習(xí)什么是三相負(fù)載、什么是星形聯(lián)結(jié)及星形聯(lián)結(jié)時的特點。知識點：1．三相負(fù)載：三相負(fù)載是指用三相電源供電的設(shè)備，如三相異步電動機、三相電爐等。在三相交流電路中，各相負(fù)載的大小和性質(zhì)都相等（即ZU＝ZV＝ZW）的三相負(fù)載稱為三相對稱負(fù)載，如三相異步電動機、三相電爐等。否則，稱為三相不對稱負(fù)載，如三相照明電路中的負(fù)載。2．星形聯(lián)結(jié)：將各相負(fù)載的末端U2、V2、W2連在一起接到三相電源的中性線上，把各相負(fù)載的首端U1、V1、W1分別接到三相交流電源的三根相線上，這種連接方式稱為三相負(fù)載有中性線的星形聯(lián)結(jié)法，用符號“Y0”3．電路特點：①負(fù)載的相電壓等于電源線電壓的1/，即UP＝UL/。②負(fù)載的相電流等于電源的線電流，即。4．中線電流：流過中性線的電流稱為中線電流，用IN表示。教學(xué)環(huán)節(jié)2：中性線的作用教師活動：教師可結(jié)合多媒體技術(shù)利用基爾霍夫定律及矢量圖分析中性線電流與各線電流之間的關(guān)系，然后引導(dǎo)學(xué)生一起分析當(dāng)三相負(fù)載對稱時，流過中線和電流為零這一結(jié)論。學(xué)生活動：學(xué)生可在教師的引導(dǎo)下，一起分析中性線電流與各線電流之間的關(guān)系及當(dāng)三相負(fù)載對稱時，流過中線和電流為零這一結(jié)論。知識點：1．三相三線制：對稱三相負(fù)載作星形聯(lián)結(jié)時，流過中線的電流等于零。即iN＝0。在這種情況下，中線沒有電流流過，去掉中性線也不影響三相電路的正常工作，為此常常采用三相三線制電路，。常用的三相電動機和三相變壓器都是對稱三相負(fù)載，都采用三相三線制供電。2．中線的作用：三相負(fù)載在很多情況下是不對稱的，最常見的照明電路就是不對稱負(fù)載有中性線的星形聯(lián)結(jié)的三相電路。當(dāng)三相負(fù)載不對稱時，各相電流的大小就不相等，中線電流就不等于零了。因此，中線就絕對不能斷開。教學(xué)環(huán)節(jié)3：典型例題分析教師活動：教師可在黑板或利用多媒題展示典型倒是，然后引導(dǎo)學(xué)生按要求一步一步對例題進(jìn)行分析，從而幫助學(xué)生更好地理解中線的作用。教學(xué)活動：學(xué)生可在教師的引導(dǎo)與講解下，通過對典型例題的分析，更好地理解中線的作用。知識點：典型例題：我們把額定電壓為220V，功率為100W、40W和60W的三個白熾燈A、B、C作星形聯(lián)結(jié)，然后接到相電壓為220V的三相四線制電源上。在U、V、W三根相線上分別裝有開關(guān)SU、SV、SW，為了便于說明問題，在中線上也裝有開關(guān)SN，如圖8.2所示。試分析：①開關(guān)SU、SV、SW、SN都閉合時，白熾燈A、B、C是否都能正常發(fā)光？②開關(guān)SU斷開，開關(guān)SV、SW、SN閉合時，白熾燈A、B、C能否正常發(fā)光？③開關(guān)SU、SV斷開，開關(guān)SW、SN閉合時，白熾燈A、B、C能否正常發(fā)光？④開關(guān)SN、SU斷開，開關(guān)SV、SW閉合時，白熾燈A、B、C能否正常發(fā)光？提示：在三相電路中，如果負(fù)載不對稱，必須采用帶中線的三相四線制供電。若無中線，可能使一相電壓過低，該相用電設(shè)備不能正常工作，而另一相電壓過高，導(dǎo)致該相用電設(shè)備燒毀。因此，在三相四線制電路中，中線的作用是使不對稱負(fù)載兩端的電壓保持對稱，從而保證電路安全可靠地工作。注意：在電工安全操作規(guī)程中規(guī)定：三相四線制電路中線的干線上不準(zhǔn)安裝保險絲和開關(guān)，有時還采用鋼芯線來加強其機械強度，以免斷開。同時，在連接三相負(fù)載時，應(yīng)盡量保持三相平衡，以減小中線電流。教學(xué)環(huán)節(jié)4：三相負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)教師活動：教師可通過多媒體技術(shù)或聯(lián)系生產(chǎn)實際說明三相負(fù)載還有一種三角形聯(lián)結(jié)方式。學(xué)生活動：學(xué)生可在教師的引導(dǎo)下了解三相負(fù)載的另一種三角形聯(lián)結(jié)方式。知識點：三相負(fù)載有兩種接法，除了星形聯(lián)接法以外，還可以是三角形聯(lián)接法。將三相負(fù)載分別接到三相電源的兩根相線之間，這種連接方式稱為三相負(fù)載的三角形（△）聯(lián)結(jié)法。三相負(fù)載作三角形聯(lián)結(jié)時，電源線電壓等于負(fù)載的相電壓，即UL＝U△P。課堂小結(jié)1．三相負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)。2．中性線的作用。3．三相負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)。作業(yè)布置課堂練習(xí)“學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與練習(xí)”同步訓(xùn)練8.2中的部分內(nèi)容課后作業(yè)“學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與練習(xí)”同步訓(xùn)練中的8.2

任務(wù)3-三相交流電路的功率課時安排1課時教學(xué)場所一體化實訓(xùn)室項目教學(xué)目標(biāo)1．了解對稱三相電路功率的概念。2．學(xué)會對稱三相電路功率的計算。項目（任務(wù)）知識點1．三相電路功率計算的公式推導(dǎo)2．典型例題分析教學(xué)方法與教學(xué)設(shè)計教學(xué)準(zhǔn)備：通過對某一三相異步電動機具體銘牌數(shù)據(jù)的解讀，如電動機的銘牌上分別標(biāo)著“750瓦”、“380伏”、“1.68安”，這些數(shù)據(jù)分別表示什么意義呢？如圖8.3所示。從中引出三相交流電路功率的計算。教學(xué)過程：教學(xué)環(huán)節(jié)1：三相電路功率計算的公式推導(dǎo)教師活動：教師可在黑板上或利用多媒體引導(dǎo)學(xué)生一起推導(dǎo)三相電路有功功率兩個計算公式的推導(dǎo)，然后自然引出無功功率與視在功率的計算公式。學(xué)生活動：學(xué)生可在教師的引導(dǎo)下一起推導(dǎo)三相電路功率的計算公式。知識點：有功功率的計算公式：在對稱三相電路中，三相對稱負(fù)載消耗的總功率（即有功功率）計算公式為：①；②。其他功率的計算公式：無功功率：；視在功率：。功率之間的關(guān)系：注意：三相負(fù)載銘牌上標(biāo)注的功率是額定有功功率，電壓為額定線電壓，電流為額定線電流。教學(xué)環(huán)節(jié)2：典型例題分析教師活動：教師可在黑板或利用多媒題展示典型倒是，然后引導(dǎo)學(xué)生按要求一步一步對例題進(jìn)行分析，從而幫助學(xué)生更好地理解兩個公式的運用。教學(xué)活動：學(xué)生可在教師的引導(dǎo)與講解下，通過對典型例題的分析，更好地理解兩個公式的運用。課堂小結(jié)1．對稱負(fù)載三相電路功率的計算。2．計算有功功率的兩個公式：①；②。作業(yè)布置課堂練習(xí)“學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與練習(xí)”同步訓(xùn)練8.3中的部分內(nèi)容課后作業(yè)1.“學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與練習(xí)”同步訓(xùn)練8.3中的部分內(nèi)容。2．閱讀教材中非正弦周期波的諧波分析這一內(nèi)容，請問什么是非正弦周期波？非正弦周期波的諧波如何分析？

任務(wù)4-用電保護(hù)課時安排１課時教學(xué)場所一體化實訓(xùn)室項目教學(xué)目標(biāo)1．掌握保護(hù)接地的方法，了解其原理與應(yīng)用。2．理解保護(hù)接零的原理，了解其應(yīng)用。項目（任務(wù)）知識點1．保護(hù)接地。2．保護(hù)接零。教學(xué)方法與教學(xué)設(shè)計教學(xué)準(zhǔn)備：創(chuàng)設(shè)具體的問題情景，如有些用電器是接兩孔插座的，但也有些用電器必須接三孔插座，你知道這是為什么嗎？三眼插孔中中間那個孔有什么作用嗎？又如三相異步電動機的六個接線柱下面有一個接地符號“”，說明電動機工作時必須可靠接地，這又是為什么呢？從而引出用電保護(hù)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。教學(xué)過程：教學(xué)環(huán)節(jié)1：保護(hù)接地教師活動：教師可在黑板或多媒體展示中性點不接地的電力系統(tǒng)中，有保護(hù)接地和沒保護(hù)接地的供電系統(tǒng)圖。然后對照圖講解有保護(hù)接地和沒保護(hù)接地的不同點。學(xué)生活動：學(xué)生可在教師的引導(dǎo)下自主學(xué)習(xí)分析有保護(hù)接地和沒保護(hù)接地的供電系統(tǒng)發(fā)生危險時的工作過程。知識點：保護(hù)接地：保護(hù)接地是指為了保障人身安全，避免發(fā)生觸電事故，將電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬部分與大地作電氣連接。采用保護(hù)接地后，可使人體觸及漏電設(shè)備外殼時的接觸電壓明顯降低，因而大大地減輕了觸電的危險。注意：保護(hù)接地主要應(yīng)用在中性點不接地的電力系統(tǒng)中。教學(xué)環(huán)節(jié)2：保護(hù)接零教師活動：教師可在黑板或多媒體展示中性點接地的電力系統(tǒng)中，有保護(hù)接零和沒保護(hù)接零的供電系統(tǒng)圖。然后對照圖講解有保護(hù)接零和沒保護(hù)接零的不同點。學(xué)生活動：學(xué)生可在教師的引導(dǎo)下自主學(xué)習(xí)分析有保護(hù)接零和沒保護(hù)接零的供電系統(tǒng)發(fā)生危