第4课 正弦交流电路（教案）-《电工电子技术基础与应用》同步教学（航空工业出版社）

课题 正弦交流电路（二）——认识三相交流电路 课时 2课时（90 min） 教学目标 知识技能目标： （1）掌握三相交流电源的工作原理和表示方法 （2）掌握三相交流电路的联结方法 （3）掌握三相交流电路功率的计算方法 （4）能够测量三相交流电路的电压和电流 素质目标： （1）培养执着专注、科学严谨、精益求精、追求卓越的工匠精神 （2）厚植民族自豪感和文化自信心 教学重难点 教学重点：三相交流电源的工作原理和表示方法，三相交流电路的联结方法，三相交流电路功率的计算方法 教学难点：测量三相交流电路的电压和电流 教学方法 案例分析法、问答法、讨论法、讲授法 教学用具 电脑、投影仪、多媒体课件、教材 教学过程 主要教学内容及步骤 课前任务 【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，组织学生下载“任务工单——测量三相交流电路的电压和电流”，并根据任务工单进行组内分工，同时提醒同学了解三相交流电路的相关知识 【学生】完成课前任务 考勤 【学生】班干部报请假人员及原因 任务导入 【教师】提出以下问题： 什么是三相交流电？三相交流电适用于什么场合？ 【学生】思考、举手回答 传授新知 【教师】通过学生的回答引入要讲的知识，介绍三相交流电源、三相交流电路的联结方法和三相交流电路的功率等内容 2.2.1 三相交流电源 1．三相交流电源的工作原理 三相交流电路是指由三相交流电源和三相负载组成的电路。其中，三相交流电源是指由3个频率相同、相位互差120°的正弦交流电压源，按一定方式连接起来的电源。最常见的三相交流电源是三相交流发电机。 ✈【教师】通过多媒体展示“三相交流发电机的三相定子绕组”图片（详见教材），帮助学生对这些内容有更直观地认识 三相交流发电机主要由定子和转子组成，定子铁芯内圆周表面的槽内均匀嵌入了3个定子绕组、和，称为三相定子绕组。其中，、和均为三相定子绕组的始端，、和均为三相定子绕组的末端。这3个定子绕组在空间上分别相隔。 转子的铁芯上绕有励磁绕组，当转子以匀角速度转动时﹐会使三相定子绕组、和依次切割磁力线，从而得到三相对称电压、和﹐形成三相交流电源。 若三相交流电源中3个正弦交流电压源的振幅相等，则称该三相交流电源为三相对称电源。下文所指的三相交流电源均是指三相对称电源。 2．三相交流电源的表示方法 在三相交流电源中，设三相对称电压的参考方向为由始端指向末端，并以为参考正弦量，则有 （2-27） 其相量表达式为 （2-28） ✈【教师】通过多媒体展示“三相对称电压的波形和相量”图片（详见教材），帮助学生对这些内容有更直观地认识 三相对称电压的瞬时值及相量之和均为0，即 （2-29） 三相对称电压出现正值（或相应零值）的顺序称为相序。式（2-27）中三相对称电压的相序U→V→W称为正序，即V相滞后于U相，W相又滞后于V相。反之，相序W→V→U称为负序。通常规定，三相交流电源的三根相线分别涂以黄、绿、红三色来区分U、V、W三相。 2.2.2 三相交流电路的联结方法 1．三相交流电源的联结方法 ✈【教师】通过多媒体展示“三相交流电源的Y联结”图片（详见教材），帮助学生对这些内容有更直观地认识 三相交流电源的联结方法主要有Y联结和△联结两种，下面分别进行介绍。 1）Y联结 将三相交流发电机三相定子绕组的3个末端、和连接于N点，将3个始端、和作为输出端，这种连接方式称为三相交流电源的Y联结，如图2-29所示。在Y联结中，N点称为中性点或零点，从N点引出的导线称为中性线，俗称零线。从、和引出的3根导线、和称为相线，俗称火线。 在三相交流电源中，每相绕组始端与末端之间的电压，即相线与中性线之间的电压，称为相电压，其有效值用、和表示，或者用表示。任意两始端之间的电压，即两相线之间的电压，称为线电压，其有效值用、和表示，或者用表示。 三相交流电源做Y联结时，其相电压和线电压有所不同。 ✈【教师】通过多媒体展示“三相交流电源做Y联结时相电压和线电压之间的相量关系”图片（详见教材），帮助学生对这些内容有更直观地认识 线电压也是频率相同、振幅相等、相位互差120°的三相对称电压。同时，从图中还可以看出每个线电压在相位上比相应的相电压超前30°，因此相电压与线电压的相量关系表达式为 （2-30） 由式