6.1 认识单相交流电源（课件）-《电工基本电路安装与测试》同步精品课堂(高教版·第2版)

项目6 安装与测试单相交流电源 6.1 认识单相交流电源 《电工基本电路安装与测试》（高教版•第2版） 同步精品课堂 1 学习目标 知识目标 1.理解正弦交流电概念，明确其与直流电差异。 2.掌握正弦交流电三要素，熟知各要素含义。 能力目标 1.能够运用表示法分析正弦交流电，解决电路问题。 2.熟练使用工具测量单相交流电源电压，规范操作。 情感目标 1.培养对电工知识的学习兴趣，激发探索热情。 2.树立严谨的科学态度，注重实践操作安全。 项目6 安装与测试单相交流电源 导入情景 01 新知学习 02 一.任务准备 1.认识单相交流电源 如图63.所示是实训室常用交流电源，包括一组三相交流电源、一组单相交流电源和-组可调交流电源(输出电压范围为 3~36V)。 组成： 新知学习 02 一.任务准备 1.认识单相交流电源 单相交流电源是由一根相线(俗称火线)和一根中性线(俗称零线)组成的两线制电源。 定义： 新知学习 02 一.任务准备 2.认识正弦交流电的三要素 在电路中，大小和方向随时间作周期性变化的电流和电压，分别称为交变电流和交变电压，统称交流电。 交流电分为正弦交流电和非正弦交流电。 定义： 新知学习 02 一.任务准备 2.认识正弦交流电的三要素 大小和方向随时间按正弦规律变化的电压与电流，称为正弦交流电，即平时所说的单相交流电，其文字符号用字母“AC”表示，图形符号用“~”表示，如图 6.4所示。 概述： 新知学习 02 一.任务准备 2.认识正弦交流电的三要素 大小和方向随时间不按正弦规律变化的电压与电流，称为非正弦交流电，常见的有三角波等，如图6.5所示 概述： 新知学习 02 一.任务准备 2.认识正弦交流电的三要素 (1)交流电变化的范围 ① 最大值正弦交流电的大小和方向随时间按正弦规律变化，正弦交流电在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示正弦交流电变化的范围，称为交流电的最大值，又称振幅、幅值或峰值，用带下标 m的大写字母1、U、E分别表示电流、电压、电动势的最大值。 要素： 新知学习 02 一.任务准备 2.认识正弦交流电的三要素 (1)交流电变化的范围 ② 有效值交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的。让直流电和交流电分别通过阻值相等的电阻，如果在相同的时间内产生的热量相等(如图66所示)，则这一直流电的数值称为交流电的有效值，分别用大写字母1、U、E来表示电流、电压、电动势的有效值。 种类： 新知学习 02 一.任务准备 2.认识正弦交流电的三要素 (1)交流电变化的范围 理论和实验证明，正弦交流电最大值与有效值的关系为 种类： 新知学习 02 一.任务准备 2.认识正弦交流电的三要素 (2)交流电变化的快慢 ① 周期 正弦交流电完成一次周期性变化所需要的时间，称为正弦交流电的周期，通常用字母T表示，国际单位是S。 要素： 新知学习 02 一.任务准备 2.认识正弦交流电的三要素 ② 频率 正弦交流电在1s内完成周期性变化的次数，称为正弦交流电的频率，通常用/表示国际单位是 Hz。频率的常用单位还有 kHz(千赫)和 MHz(兆赫)。 1 kHz = 10 Hz 1 MHz = 10°Hz 要素： 新知学习 02 一.任务准备 2.认识正弦交流电的三要素 ③ 角频率 正弦交流电每循环变化一次，交流电的电角度变化了2π弧度或360°。正弦交流电在1s内变化的电角度，称为正弦交流电的角频率，用字母ω表示，单位是rad/s(弧度/秒 )。角频率与周期、频率之间的关系为 要素： 新知学习 02 一.任务准备 2.认识正弦交流电的三要素 (3)交流电变化的起点 ① 相位与初相位正弦交流电每时每刻都在变化，其瞬时值的大小不仅仅是由时间确定的，而是由扫描全能3亿人都在用的扫任务1 认识单相交流电源175ω1 + φ。确定的 要素： 新知学习 02 一.任务准备 2.认识正弦交流电的三要素 (3)交流电变化的起点 ② 相位差与相位关系两个同频率交流电的相位之差称为正弦交流电的相位差。 两个同频率交流电的相位差等于初相位之差。 要素： 新知学习 02 一.任务准备 2.认识正弦交流电的三要素 (3)交流电变化的起点 如图6.7(a)所示，当Aφ>0时，称为u超前“，或者说“滞后u;如图6.7(b)所示，当 △p<0 时，称为u 滞后 “，或者说 “ 超前 u。 要素： 新知学习 02 一.任务准备 2.认识正弦交流电的三要素 (3)交流电变化的起点 要素： 新知学习 02 一.任务准备 3.认识正弦交流电的表示法 (1)解析法 用正弦函数式表示正弦交流电随时间变化的关系的方法称为解析式表示法，简称解析法，其表达方法为 瞬时值=最大值 sin(角频率t+ 初相位) 即正弦交流电的电流、电压和电动势解析式分别为 方法： 新知学习 02 一.任务准备 3.认识正弦交流电的表示法 (2)图像法 用正弦曲线表示正弦交流电随时间变化的关系的方法称为波形图表示法，简称波形图，也称图像法，如图6.9所示 方法： 新知学习 02 一.任务准备 3.认识正弦交流电的表示法 常见正弦交流电的波形图如图 6.10 所示。 方法： 新知学习 02 一.任务准备 3.认识正弦交流电的表示法 (3)矢量法 正弦交流电的解析法和图像法虽然能完整地反映正弦交流电的三要素，但在分析正弦交流电路，对同频率正弦量进行加、减运算时，采用这两种方法都比较麻烦。为此，引人矢量法。 方法： 新知学习 02 一.任务准备 3.认识正弦交流电的表示法 矢量法是在一个直角坐标系中用绕原点旋转的矢量来表示正弦交流电的方法。如图6.11所示 方法： 新知学习 02 一.任务准备 3.认识正弦交流电的表示法 只需画出旋转矢量的起始位置，即旋转矢量的长度为正弦量的最大值，旋转矢量的起始位置与x轴正方向的夹角为正弦量的初相位"，而不必标明角速度，如图6.12(a)所示。 方法： 新知学习 02 一.任务准备 4.测量单相交流电源电压 (1)选择量程 将万用表的量程选择开关旋至交流电压 250V挡。 (2)测量 单手拿住两根表笔，插入单相交流电源的插孔中，如图6.13 所示。 方法： 新知学习 02 一.任务准备 4.测量单相交流电源电压 (3)读数 仔细观察刻度盘，找到对应的刻度线(ACV250)读出被测电压值。注意读数时，视线应正对指针。 方法： 新知学习 02 二、任务拓展 方式： 1.用验电笔测量单相交流电 2.示波器 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 1.以下哪种电源是由一根相线和一根中性线组成的两线制电？（ ） A. 单相交流电源 B. 三相交流电源 C. 直流电源 D. 可调交流电源 答案：A 解析：单相交流电源是由一根相线和一根中性线组成的两线制电，答案为 A。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 2.正弦交流电的最大值与有效值的关系是（ ）。 A. 最大值 = 有效值 B. 最大值 = 倍有效值 C. 最大值 = 2 倍有效值 D. 最大值 = 0.5 倍有效值 答案：B 解析：正弦交流电最大值与有效值的关系为最大值 = 倍有效值，答案为 B。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 3.正弦交流电的频率是指（ ）。 A. 完成一次周期性变化所需要的时间 B. 在 1s 内完成周期性变化的次数 C. 每循环变化一次电角度变化的弧度 D. 相位差 答案：B 解析：正弦交流电的频率是指在 1s 内完成周期性变化的次数，答案为 B。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 4.两个同频率交流电的相位差等于（ ）。 A. 初相位之和 B. 初相位之差 C. 最大值之差 D. 有效值之差 答案：B 解析：两个同频率交流电的相位差等于初相位之差，答案为 B。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 5.用以下哪种方法表示正弦交流电随时间变化的关系时，计算较复杂？（ ） A. 解析法 B. 图像法 C. 矢量法 D. 以上都不是 答案：A 解析：解析法用正弦函数式表示正弦交流电随时间变化的关系，能准确地表示出正弦交流电的三要素，但在分析电路时计算较复杂，答案为 A。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 6.测量单相交流电源电压，在工程上通常用（ ）进行测量。 A. 交流电压表 B. 直流电压表 C. 万用表的交流电压挡 D. 万用表的直流电压挡 答案：C 解析：在工程上，通常用万用表的交流电压挡测量单相交流电源电压，答案为 C。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 7.正弦交流电的初相位的单位通常是（ ）。 A. s B. Hz C. 弧度或度 D. V 答案：C 解析：初相位的单位应与 ωt 的单位一样为弧度，但工程习惯上以度为单位，答案为 C。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 二、简答题 1.简述正弦交流电的三要素及其对正弦交流电特性的影响。 答案： 最大值：决定了正弦交流电变化的范围，是正弦交流电在一个周期内所能达到的最大数值。 周期和频率：反映了正弦交流电变化的快慢。周期是完成一次周期性变化所需要的时间，频率是在 1s 内完成周期性变化的次数。 初相位：反映了正弦交流电在计时起点的大小、方向和变化趋势，决定了正弦交流电的初始状态。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 二、简答题 2.请说明正弦交流电的矢量法表示的原理及优点。 答案： 原理：矢量法是在一个直角坐标系中用绕原点旋转的矢量来表示正弦交流电。以坐标原点为端点做一条有向线段，线段的长度为正弦量的最大值，旋转矢量的起始位置与 x 轴正方向的夹角为正弦量的初相位，它以正弦量的角频率为角速度，绕原点逆时针匀速旋转。在任一瞬间，旋转矢量在纵轴上的投影就是该时刻正弦量的瞬时值。 优点：既能反映正弦交流电的三要素，又便于对同频率正弦量进行加、减运算。 课堂小结 04 作业布置 05 1. 简述正弦交流电三要素及其作用，强化概念理解。 2. 用解析法表示一个给定的正弦交流电，巩固知识应用。 3. 测量家庭中某电器的交流电源电压，增强实践能力。 感谢观看 Lavf58.20.100 $$