单元二正弦交流电路电子教案 电工与电子技术 中职 高三 工信版

单元二：正弦交流电路 教学目标 知识目标： · 掌握正弦交流电的三要素及三种表示法，了解正弦交流电路中相位、相位差的概念，掌握正弦量有效值的概念；掌握一般正弦交流电的分析方法----相量法。 · 了解三大基本电路元件在正弦交流电路中的作用及相量模型；掌握有功功率、无功功率的概念； · 理解对称三相交流电的物理意义，掌握三相电源的两种联结方式及特点，了解三相四线制供电体系的优越性； · 了解线电流、相电流、中线电流的概念，掌握三相负载星形、三角形两种联结形式下相、线电压的关系，相、线电流的关系及中线的作用，掌握三相电路的分析方法； · 掌握三相电路中有功功率、无功功率、视在功率的物理意义及计算方法。 能力目标： 根据单相交流电路、三相交流电路的组成原理，会连接单相、三相交流电路；能处理常见故障。 素质目标： 培养学生接受电工术语能力；自主学习新知识能力；制定学习计划的方法能力；解决实际问题的工作能力。 教学重点 交流电的三要素及三种表示方法；交流电路的分析方法；三相交流电路的分析计算。 教学难点 相量法在分析三相交流电路的应用。 教学手段 实物演示；教学板书；电子课件 教学学时 12H 教 学 内 容 与 教 学 过 程 设 计 注 释 任务一：正弦交流电的三要素及相量表示 （一）正弦交流电的三要素 由发电机产生的交流电，大小和方向随时间按正弦规律变化，称为正弦交流电。交流电的特征表现在其变化的快慢、大小和初始值三个方面，用以描述上述三方面特征的量是交流电的三要素，即频率（周期）、幅值（有效值）和初相角。 1.频率与周期 现以一正弦交流电压为例,其瞬时值表达式为 其随时间变化的曲线称为波形图，如图2-1所示。 图2-1正弦交流电压的波形 2.瞬时值、 最大值和有效值 交流电每时每刻均随时间变化，任一时刻的数值称为瞬时值。正弦量最大的瞬时值瞬时值称为交流电的最大值。如式(2-1)中的。 3.初相 式（2-1）中的称为交流电的相位。它表示交流电随时间变化的进程，决定该时刻瞬时值的大小、方向和变化趋势。 （二）正弦量的相量表示法 1.旋转矢量与相量 找出旋转矢量与正弦量对应关系。 用复数表示正弦量的方法，称为相量法。 正弦量采用相量表示法时应注意： (1)相量特指表示正弦量的复数； （2）相量可以用有向线段表示（相量图），也可以用相量式表示（复数式）； （3）相量只包含正弦量的两个要素，值和初相。这是因为相量是作为分析计算正弦交流电路的工具引入电学的，而同一电路中的所有正弦量都是同频率的，因此隐含了频率这一要素； （4）只有同频率的相量才能标示在同一相量图中。 2.复数的表示形式和四则运算 设有两个复数，，则 两个复数的加减运算 两个复数的乘除运算 3.相量法的应用 正弦量可以用复数表示，用复数表示正弦量的方法叫做正弦量的相量表示法。复数的运算法则适用于相量运算。 现以频率为初相为交流电流为例，其相量图如图2-5的所示。 图2-5正弦量的相量表示 任务二 单一参数交流电路 1电阻电路 只有电阻元件的电路称为纯电阻电路。 电压与电流关系 用相量表示上述关系为 电路的平均功率 = 2.电感电路 在电子线路中常用的电感线圈、高频扼流圈；电机、变压器的绕组等，如果不考虑线圈导线的电阻，只考虑其通电建立磁场的特性，可视其为理想的电感元件,只有电感元件的电路称为纯电感电路。 电压与电流关系 用相量式表示为 无功功率 电感元件与电源之间进行能量交换，衡量电感元件与电源之间能量交换的规模，用瞬时功率的最大值表示，称作无功功率，即 3.电容电路 电容器是组成电子线路的基本元件之一，广泛应用于滤波电路、耦合电路、振荡电路等。电力电容器用于电力系统中电力负荷无功功率的补偿。如果电容器的漏电流（电容器内部从正极板通过电介质流向负极板的电流）和介质损耗可以忽略不计，可视为理想电容元件 电压与电流关系 在图2-10（a）中，取电流与电压为关联的参考方向，如选择电压为参考量，即设 或 相量表示为： 电容元件的功率 电容的平均功率＝0,表明电容并不消耗功率，所以电容元件也为储能元件。电容与电源之间互换的能量仍用无功功率来计量，单位是乏（var） 任务三 正弦交流电路的分析方法 （一）复阻抗及阻抗的概念及相量形式的基尔霍夫定律 将端口电压相量与电流相量的比，定义为该二端网络的复阻抗，用大写字母表示，即 提示：与电阻不同，复阻抗是一个复数，