汽车电工电子基础电子教案13单一元件正弦交流电路2.docVIP

课题二

单相正弦交流电路

教案编号

13

模块二

单一元件正弦交流电路2

课时数

2

教学目标

?【知识目标】

理解单一元件电路中电压、电流的关系。

?【技能目标】

能用试电笔判断火线或零线以及简单交流电路故障。

?【情感目标】

培养学生能灵活运用知识解决实际问题的能力。

教学

重点

纯电感、纯电容交流电路的特点。

难点

纯电感、纯电容交流电路中电流、电压和电阻之间的关系。

课前

准备

教师

准备纯电感、纯电容交流电的相关视频及图片。

学生

预习纯电感电路。

教学方法

①讲授法

②比较分析、发现法

③视频演示法

作业布置

教学反思

教学内容或教学过程

教学设计

意图

一、课程思政三分钟

二、新课导入

1、播放日常生活白炽灯的工作原理的视频

2、学生谈看后的感受

3、师简介视频的内容并小结

教师通过视频实例，日常生活和工作中接触到的白炽灯、电烫斗等只含有电阻负载，而荧光灯、电风扇、吸尘器等既含有电阻负载又含有电容或电感负载。不同的负载在交流电作用下显现不同的特性，通过本任务学习，来认识交流电路中电阻、电容和电感的特性。

三、新课讲授

1、纯电感交流电路

（1）纯电感交流电路电流与电压的关系

在纯电感电路中，电压超前电流900。

在纯电感电路中，流过电感线圈的电流的解析式为

i=ImsinωtA

则电感线圈两端的的电压解析式为

u=Umsin(ωt+900)V

在纯电感电路中，电流与电压的最大值（或有效值）符合欧姆定律，即

Im=或I=

而电流与电压的瞬时值不符合欧姆定律，即XL≠。

（2）功率。

①瞬时功率

纯电感交流电路的瞬时功率为

p=ui=Umsin(ωt+900)·Imsinωt=-UIsin2ωt

②有功功率

电感的有功功率P=0W，电感不消耗能量，只能将能量以磁场能的形式储存在线圈内部，它是储能元件。

③无功功率

在一个周期内电感吸收或释放的能量称为无功功率，用QL来表示，其单位为乏（var）,计算公式为

QL=UI=I2XL=

2、例题分析

[例1]把一个电阻可以忽略不计的线圈接到u=62.8sin(100πt)V的电源上，线圈的电感量是0.1H，试求：①线圈的感抗；②电流的有效值；③电流的瞬时值表达式。

解：由u=62.8sin(100πt)V，可以得到：Um=62.8V，

ω=110π=314（rad/s），u=0。

①线圈的感抗XL=ωL=314×0.1=31.4(Ω)

②电流的有效值I==1.4(A)

③电流的瞬时值表达式Im===2(A)，i=u-900=-900

i=2sin(100πt-900)A

重要提示：

①在纯电感交流电路中，电流与电压是同频率的正弦量；

②电压超前电流900，但不表示电流与电压的先后；

③电流与电压的最大值（或有效值）符合欧姆定律，但瞬时值不符合欧姆定律；

④电感为储能元件，不消耗能量，有功功率为零，无功功率为电流与电压的有效值的乘积。

3、纯电容交流电路

把电容器接到交流电源上，如果电感器的漏电电阻和分布电感可以忽略不计，这种电路叫作纯电容交流电路。

（1）容抗

电容器会对交流电有阻碍作用叫做电容电抗，简称容抗，用XC来表示，单位为Ω（欧姆）。

容抗的大小与电源的频率及电容器的电容量成反比，即

XC==

ω—交流电源的角频率，单位为弧度/秒（rad/s）

f—交流电源的频率，单位为赫兹（HZ）

C—电容器的电容量，单位为法（F）

XC—电容器的容抗，单位为欧姆（Ω）

（2）电流与电压的关系

在纯电容电路中，电压滞后电流900或电流超前电压900，故：

设在纯电容电路中，电容器两端的的电压解析式为

u=UmsinωtV

则流过电容器的电流的解析式为

i=Imsin(ωt+900)A

在纯电容电路中，电流与电压的最大值（或有效值）符合欧姆定律，即

Im=或I=

而电流与电压的瞬时值不符合欧姆定律，即XC≠。

（3）功率。

①瞬时功率

纯电容交流电路的瞬时功率为

p=ui=Umsinωt·Imsin(ωt+900)=UIsin2ωt

②有功功率。电容的有功功率P=0W，电容

不消耗能量，只能将能量以电场能的形式储存在

电容器内部，它也是储能元件。

③无功功率在一个周期内电容吸收或释放的能量称为无功功率，用QC来表示，其单位为乏（var）,计算公式为QC=UI=