高二高教版电工基本电路安装与测试 项目6任务4安装与测试纯电容交流电路教案2

《电工基本电路的安装与测试（第2版）》项目6教案　　 项目6 安装与测试单相交流电路 任务4 安装与测试纯电容交流电路 【教学目标】 ●会安装纯电容交流电路。 ●会测量纯电容交流电路的电压与电流。 ●会分析纯电容交流电路电压与电流的关系，计算电路的无功功率。 【教学重点】 纯电容交流电路电压与电流的关系，电路的有功功率 【教学难点】 纯电容交流电路电压与电流的关系 【参考学时】 4学时 【教学过程】 一、任务导入 列举实例，让学生认识纯电容交流电路，激发学生学习兴趣。 二、任务准备 电容器对交流电的阻碍作用称为电容电抗，简称容抗，用符号XC表示，单位是欧〔姆〕。 容抗的大小与电源频率成反比，与电容器的电容量成反比，其表达式为 XC== 容抗XC与通过电容的电流的频率成反比。电容器在交流电路中有“隔直流通交流，阻低频通高频”的特性。 三、任务实施 1. 安装纯电容交流电路 在纯电容元件两端接上交流电源，就组成了纯电容交流电路，如图（a）所示，图（b）是它的实物图。 （a）电路图 （b）实物图 纯电容交流电路 2. 测试纯电容交流电路的电压与电流 用交流电压表和交流电流表分别测量电容器C两端的电压和流过电路的电流，将测量结果填入表中。 纯电容电路交流电路测量记录 测量次数 容抗XC/Ω 电压U/V 电流I/A 1 2 3. 分析纯电容交流电路的电压与电流关系 纯电容交流电路的电流与电压的数量关系为 Im=或I= 即纯电容交流电路的电流与电压的最大值（或有效值）符合欧姆定律。 纯电容交流电路的电流与电压的相位关系为纯电容交流电路两端的电压滞后电流，或者说电流超前电压。 纯电容交流电路的电流与电压的矢量图如图（a）所示，波形图如图（b）所示。 （a）矢量图　　 　　　　　　　　　（b）波形图 纯电容交流电路的矢量图和波形图 4. 分析纯电容交流电路的功率 纯电容交流电路的功率 纯电容交流电路的无功功率为 QC=UC I 无功功率还可以表示为 QC=UC I=I2XC= 【例6.3】一个容量为40μF的电容器，接在电压u=220sin(314t＋45°)V的电源上。求：（1）通过电容器的电流；（2）电路的无功功率。 解：由u=220sin(314t＋45°)V可知： 电源电压有效值U=220V，角频率=314rad/s （1）电容器的容抗XC===80 通过线圈的电流I===2.75A （2）电路的无功功率QC=UCI=220×2.75=605 var 四、任务评价 请将“安装与测试纯电容交流电路”的操作过程、收获体会及实训评价填入“任务评价表”。 实训评价表 课题 项目6 任务4 安装与测试纯电容交流电路 班级 姓名 学号 日期 实训过程记录 任务实施 仪器仪表使用 安全文明生产 团队协作 实训 收获 实训 体会 实训评价 评定人 评　　　　　　语 等级 签名 自己评 同学评 老师评 综合评 定等级 开始时间 结束时间 实际时间 五、任务拓展 电容器在交流电路中有“隔直流通交流，阻低频通高频”的特性。在工程上，常用作隔直电容器和旁路电容器。 隔直电容器是指将信号中直流成分阻断，而让交流成分顺利传递到后级电路的电容器。隔直电容器一般容量较大，如图所示虚线圆圈中的元件就是隔直电容器。 旁路电容器是将混有高频电流和低频电流的交流电中的高频成分旁路掉的电容器。旁路电容器一般容量较小，如图所示虚线圆圈中的元件就是旁路电容器。 隔直电容器 旁路电容器 4 学科网（北京）股份有限公司 $