第3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（一）——认识正弦交流电路 课时 2课时（90 min） 教学目标 知识技能目标： （1）掌握正弦交流电的三要素和相量表示法 （2）掌握单一正弦交流电路的表示方法和特性 （3）掌握RLC串联/并联电路的分析方法和特性 （4）掌握正弦交流电路功率的计算方法 （5）能够测量RLC的阻抗频率特性 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：正弦交流电的三要素和相量表示法 教学难点：RLC串联/并联电路的分析方法和特性 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RLC的阻抗频率特性”，并根据任务工单进行组内分工，同时提醒同学了解正弦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： 正弦交流电相较于直流电有哪些特点？ 【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，介绍正弦交流电、单一参数正弦交流电路、正弦交流电路的分析等内容 2.1.1 正弦交流电概述 大小和方向均随时间做周期性变化的电压和电流统称为交流电。若交流电的电压和电流是随时间按正弦函数规律变化的，则称其为正弦交流电。 1．正弦交流电的三要素 ✈【教师】通过多媒体展示“正弦交流电流的波形”图片（详见教材），帮助学生对这些内容有更直观地认识 正弦交流电流的波形，该波形的数学表达式为 （2-1） 式中： i ——正弦交流电流的瞬时值； ——正弦交流电流的振幅（最大值）； ——正弦交流电的角频率，又称角速度，单位为弧度/秒（rad/s）； ——正弦交流电的初相位。 正弦交流电压的数学表达式为 （2-2） 式中： u ——正弦交流电压的瞬时值； ——正弦交流电压的振幅。 由式（2-1）和式（2-2）可知，当角频率、振幅和初相位确定以后，正弦交流电流（或正弦交流电压）就被确定下来了。因此，角频率、振幅和初相位又称为正弦交流电的三要素。 1）周期、频率和角频率 正弦交流电可用周期、频率或角频率来表示其变化的速率。其中，周期是指正弦交流电完成一次循环变化所用的时间，用T表示，单位为秒（s）；频率是指正弦交流电在单位时间内做周期性循环变化的次数，用f表示，单位为赫（Hz）。根据定义，周期与频率互为倒数，即 （2-3） 正弦交流电变化一个周期T，相当于正弦函数变化弧度，角频率则是指正弦交流电在单位时间内变化的弧度。角频率用表示，单位为弧度/秒（rad/s），它与周期和频率之间的关系为 （2-4） 2）振幅和有效值 振幅是指正弦交流电在一个周期内所能达到的最大瞬时值，用大写字母加下标m表示，它反映了正弦交流电变化的幅度。 如果正弦交流电流i通过电阻R在一个周期内产生的热量，与相同时间内直流电流I通过电阻R产生的热量相等，那么就把这一直流电流I的数值称为正弦交流电流i的有效值。正弦交流电流的有效值为 （2-5） 正弦交流电压的有效值为 （2-6） 【点拨】 我国工业和民用单相交流电源均采用正弦交流电，其电压的有效值为220 V，频率为50 Hz，这一交流电压通常简称为工频电压。 3）初相位和相位差 式（2-1）中的称为正弦交流电的相位角，简称相位，单位为度（°）或弧度（rad），它能反映正弦交流电变化的进程。时的相位称为初相位角，简称初相位或初相。通常规定初相位的绝对值不大于π。 ✈【教师】通过多媒体展示“正弦交流电流的相位差”图片（详见教材），帮助学生对这些内容有更直观地认识 相位差是指两个同频率正弦交流信号（电压或电流）的相位之差。如果两个同频率的正弦交流