4.3 正弦交流电路（课件）《汽车电工电子》上好课(苏教版·凤凰职教)

《汽车电工电子》（苏教版·凤凰职教） 上好课—中职专业课 单元四 正弦交流电 4.3 正弦交流电路 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 知识目标 掌握电阻、电感、电容在交流电路中的功率特性； 理解有功功率、无功功率、视在功率的含义； 能区分有功功率与无功功率，读懂功率因数的概念； 能判断不同负载电路功率因数的大小； 建立节约用电、减少电能损耗的节能意识； 体会电工知识在电力行业、汽车电气中的实际应用； 能力目标 情感目标 一、纯电阻电路 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 1.电阻元件上的电压与电流关系 在纯电阻电路中，设加在电阻R上的正弦交流电压为u=Umsinωt 根据欧姆定律，通过该电阻的电流瞬时值为 其中Im=Um/R，即正弦交流电流的振幅。这说明，正弦交流电压和电流的振幅之间满足欧姆定律。 一、纯电阻电路 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 1.电阻元件上的电压与电流关系—例题 已知电阻R=22Ω，两端加交流电压u=311sin(314t十60°)V，求通过该电阻的电流大小?并写出电流的解析式。 解：电压有效值为 U=Um/√2=311/√2=220V 电流大小（有效值）为 I=U/R=220/22=10A 电流解析式为 i=10√2sin（314t+60°）A 一、纯电阻电路 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 2.电阻元件的功率 安全电压 Safe Voltag 危险电流 Dangerous Current 在直流电路中，电功率等于电压与电流的乘积P=UI 在交流电路中，电压与电流都随时间的变化而变化 将电压瞬时值u和电流瞬时值i的乘积称为瞬时功率，用p表示，即 一、纯电阻电路 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 2.电阻元件的功率 安全电压 Safe Voltag 危险电流 Dangerous Current 瞬时功率不断变化，不便表征电路功率，所以用有功功率，它是瞬时功率一个周期内的平均值，又叫平均功率用P表示 P-有功功率，单位为瓦特（W） 瞬时功率不断变化，不便表征电路功率，所以用有功功率，它是瞬时功率一个周期内的平均值，又叫平均功率用P表示 二、纯电感电路 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 1.电感对电流的阻碍作用 交流电过电感线圈会产生阻碍作用叫感抗，感抗和自感系数、频率成正比，电感有通直流阻交流、通低频阻高频的特性. XL-感抗，单位为欧姆（Ω） 二、纯电感电路 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 1.电感元件上电压与电流的关系 设电感电流 i=Imsinωt，求导得到电感电压 u，能看出： 1. 电压、电流频率一样； 2. 电压比电流超前 90°（电流滞后电压 90°）； 3. 大小关系：U=XLI，XL=ωt 就是感抗。 纯电感电路，电压电流同频率，电压超前电流 90° 电压等于感抗乘以电流 忽略线圈电阻就是纯电感。 二、纯电感电路 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 2.电感元件上电压与电流的关系 由上面的函数表达式可知，电感两端电压 u 与流过电感的电流 i 频率相同，电感电压 u 超前电流 i90°（π/2），也就是电感电流 i 滞后电压 u90°，波形图和相量图分别如图所示 二、纯电感电路 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 2.电感元件上电压与电流的关系-例题 已知一电感L=80mH,外加电压uL=50√2sin(314t+65°)V。 试求: (1)感抗XL; (2)电感中的电流IL; (3)电流瞬时值iL。 解 (1)电路中的感抗为:XL=ωL=314X0.08≈25Ω (2)IL=UL/XL=50/25=2A (3)电感电流iL比电压uL滞后90°,则i=2√2sin(314t-25°)A 二、纯电感电路 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 3.电感元件上的功率和储能 电感平均功率为0 不消耗电能 只和电源交换磁场能 是储能元件 QL-电感的无功功率，单位为乏（var） 三、纯电容电路 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 1.电容对电阻的阻碍作用 只有电容的电路叫纯电容电路。电容阻碍交流电的作用叫容抗XC 容抗和电容C、频率f成反比：频率越高，容抗越小 高频时电容近似短路；直流（f=0）时容抗无穷大，电容相当于开路，也就是电容隔直流、通交流 Xc——容抗，单位为欧姆（Ω） 三、纯电容电路 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 2.电容元件上的电压与电流关系 纯电容电路中 电压、电流频率相同 电流超前电压 90° 电压滞后电流 90° 大小关系：U=XCI，波形、相量见图所示 三、纯电容电路 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 2.电容元件上的电压与电流关系--例题 已知一电容C=127μF,外加正弦交流电uc=20√2sin(314t+20°)V 试求:(1)容抗Xc; (2)电流大小Ic; (3)电流瞬时值ic。 解： (1)Xc=1/ωt=25Ω （2）Ic=U/Xc=20/25=0.8A (3)ic=0.8√2sin（314t+110°）A 三、纯电容电路 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 3.电容元件上的功率和储能 电容在单位时间内能量转换的最大值(即瞬时功率的最大值)称为电容的无功功率，用符号Qc表示，用公式表示为 纯电容交流电路的瞬时功率变化曲线 Qc-电容的无功功率、单位为乏（var） 四、电阻、电感、电容的串联电路 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 1.RLC串联电路 由电阻、电感、电容相串联构成的电路叫作R一L一C串联电路 串联电流相同 电阻电压与电流同相 电感电压超前电流 90° 电容电压滞后电流 90° 四、电阻、电感、电容的串联电路 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 2.端电压u与电流i的相位关系 a 当XL>Xc时,则UL>Uc b 当XL<Xc时,则UL<Uc C 当XL=Xc时,则UL=Uc 四、电阻、电感、电容的串联电路 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 2.端电压u与电流i的相位关系 四、电阻、电感、电容的串联电路 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 3.端电压u与电流i的大小关系 电路的端电压与各分电压的有效值构成一个直角三角形，叫电压三角形 电路的阻抗，其中X=XL一Xc叫作电抗 阻抗和电抗的单位均是欧姆(Ω) 五、正弦交流电路功率 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 1.元件特性 电阻消耗有功功率；电感、电容只储能，不消耗电能，只产生无功功率 五、正弦交流电路功率 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 2.三个功率公式 五、正弦交流电路功率 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 3.功率因数cosφ φ是总电压和总电流的相位差 cosφ=1：P=S，功率被全部消耗 cosφ=0:P=0,无能量消耗，只有能量交换 六、功率因数λ 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 电路的有功功率与视在功率的比值叫作功率因数λ 功率因数越高，电源利用率越高 正向 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 电阻消耗有功功率；电感、电容只储能，产生无功功率。 功率因数越接近 1，电源利用率越高，线路损耗越小。 工程上力求提高功率因数。 c反映电源功率利用率，φ为电压电流相位差 划重点！ 单项选择题 1.如图两个交流电路，说法正确的是（） A. 两个电路都消耗有功功率 B. 电路Acosφ=1，电能全部被利用 C. 电路Bcosφ=1 D. 电路A存在大量能量交换，不消耗电能 答案：B 解析：纯电阻电路电压电流同相，cosφ，电能全部做功消耗；纯电感cosφ，只储能交换能量，不消耗有功功率。 课后练习 单项选择题 2.功率因数cosφ表示的是（） A. 电路总电压大小 B. 电源功率的利用程度 C. 电路电流大小 D. 储能元件储存的电能 答案：B 解析：功率因数用来衡量电源发出电能的利用率。 课后练习 单项选择题 3.电力工程上，希望功率因数（）。 A. 越接近 0 越好 B. 越接近 1 越好 C. 等于 0 D. 越小越好 答案：B 解析：cosφ越接近 1，电源利用率越高，线路损耗越小。 课后练习 判断题 1.电感和电容只储能，不消耗有功电能，只产生无功功率。（） 课后练习 答案：√ 解析：电阻消耗有功；电感、电容是储能元件，仅和电源交换能量，不消耗电能。 判断题 2.功率因数越大，输电线路中的电流越大，线路损耗越大。（） 课后练习 答案：× 解析：输送相同有功功率，功率因数越高，线路电流越小，线路损耗越小。 正向 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 正向 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 1.简述电阻、电感、电容在交流电路中的功率特点。 2.什么是功率因数？电力工程为什么希望功率因数尽量接近 1？ 3.RLC 串联交流电路存在哪三个直角三角形？ 感谢观看 $