正弦交流电电压和电流的关系

课题：知道正弦交流电的基本常识

一、教学目标

1、了解正弦交流电的产生。

2、理解正弦量解析式、波形图、三要素、有效值、相位、相位差的概念。 3、掌握正弦量的周期、频率、角频率的关系掌握同频率正弦量的相位比较。

二、教学重点、难点分析

重点：

1、分析交流电产生的物理过程。使同学了解线圈在磁场中旋转一周的时间内，电流的大小及方向是怎样变化的。

2、掌握正弦量的周期、频率、角频率的关系，掌握同频率正弦量的相位比较。

3、交流电有效值的概念。

三、教学方法

讲授法 难点：

1、交流电的有效值。

五、课时计划：2课时 六、教学过程

Ⅰ.知识回顾

提问：什么条件下会产生感应电流？根据电磁感应的知识，设计一个发电

机模型。

学生设计：让矩形线框在匀强磁场中匀速转动。 II.新课

一、交流电的基本概论

1、交流电:大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流统称交流电 2、正弦交流电：随时间作正弦规律变化的交流电称为正弦交流电。 3、正弦交流电的瞬时值

e＝Esin(ωt＋φ.) u＝Usin(ωt＋φ.) i＝Isin(ωt＋φ.)

二、正弦交流电的周期、频率和角频率

如图2所示，为交流电发电机产生交流电的过程及其对应

第3章 试题库

一、填空题（建议较易填空每空0.5分，较难填空每空1分）

1、正弦交流电的三要素是指正弦量的 、 和 。

2、反映正弦交流电振荡幅度的量是它的 ；反映正弦量随时间变化快慢程度的量是它的 ；确定正弦量计时始位置的是它的 。

3、已知一正弦量i?7.07sin(314t?30?)A，则该正弦电流的最大值是 A；有效值是 A；角频率是 rad/s；频率是 Hz；周期是 s；随时间的变化进程相位是 ；初相是 ；合 弧度。

4、正弦量的 值等于它的瞬时值的平方在一个周期内的平均值的 ，所以 值又称为方均根值。也可以说，交流电的 值等于与其 相同的直流电的数值。

5、两个 正弦量之间的相位之差称为相位差， 频率的正弦量之间不存在相位差的概念。

6、实际应用的电表交流指示值和我们实验的交流测量值，都是交流电的

真有效值交流电压电流采集模块

1 D1 1N4007 AC真 交 真 机

2 LED1 R 1 200K AC真 电 电 深 表

CBB 472/400V

D

R 2 C 1 J1 10K +_1"% R 5 5~9V继 继 真 Q2 9015 S1 D2 1N4148 R 8 10E R 7 10K R 9 47K Q1关

R 3 2M+_1%

R 4 2M +_1%

AC真 交 真 机

1E/5W 9V R 6 10K

AC C IN

C

2300

R 10 47K S2开

过 真 过 采 0.6A峰 真104 C 2

U1 LM78L05 T1 9V/200mA AC220V L? 4 2 C 15 470uF/16V R 11 SW-PB D3 1N4007 3 1 D4~D7 9V 1 Vin GND +5V 2

INDUC 1 TOR B D? LED 5V U4 1

隔 隔 数 RS232 TTL真 电 此 此 9600R 22 TTX此 R PC X J? TRX此 TX PC PHONEJAC STER K EO R 23 U? R 21 100E R 20 U? OPTOISO1 1K

3

AC220V

或 1N4007*4或 或

2 3 4 12F67

正弦交流电路复习题

班级： 姓名： 成绩 ：

一、 填空题：

1. 和 都随时间作周期性变化的电流叫做交流电。 2. 交流电的三要素为 、 、 。

3． 图示波形，已知f=50HZ，则Im= ，I= ，ω= ，

φ= ，电流的解析式为i= ，

4．已知交流电压u=100Sin(314t-45o)V，则该交流电压的最大值Um= ，有效值U= ，角频率ω= ，频率f= ，周期T= ，初相φ= ，当t=0.1s时，交流电压的瞬时值为 。

5．市用照明电的电压为220V，这是指电压的 ，接入一

正弦交流电的产生教

学设计

教学过程

复习旧课

提问：导体切割磁力线会产生感生电动势，感生电动势的大小与

哪些物理量有关、方向如何确定？

方向：右手定则 大小：e=Blvsinα

α——导体运动方向与磁感应强度方向夹角

引入新课

多媒体课件展示：正弦波、锯齿波、矩形波、尖脉冲波

这些电信号与前面所学的稳恒直流电相比具有一个共同点，即大小和方向均随时间周期性变化，这种电压、电流、电动势统称为交流电。而其中按正弦规律变化的即是正弦交流电。

．．．．．

交流电由于能方便地利用互感现象变换电压，便于远距离输送和用户的使用，在日常生活中广泛应用，那么它是如何产生的呢？

讲述新课 板书课题：

§7-1正弦交流电的产生

一、设置悬念、激发探究（３分钟）

１、展示手摇发电机并简述其构成。 定子 ──── 一对磁极 转子 ──── 线圈、集电环

２、演示：先快速转动手柄，再缓慢旋转，提示学生观察小灯泡状态。

提问：小灯炮一闪一亮说明了什么？

引导学生共同回答：转子转动过程中有电流产生流经小灯泡。 结合实物说明：转子转动过程中与磁场方向垂直的导体切割磁力

线(或磁通发生变化)产生了感生电动势，从而在闭合回路产生感生电流。

进一步询问：为什么是一闪一亮？流经小灯泡的到底是什么

正弦交流电的产生教

学设计

教学过程

复习旧课

提问：导体切割磁力线会产生感生电动势，感生电动势的大小与

哪些物理量有关、方向如何确定？

方向：右手定则 大小：e=Blvsinα

α——导体运动方向与磁感应强度方向夹角

引入新课

多媒体课件展示：正弦波、锯齿波、矩形波、尖脉冲波

这些电信号与前面所学的稳恒直流电相比具有一个共同点，即大小和方向均随时间周期性变化，这种电压、电流、电动势统称为交流电。而其中按正弦规律变化的即是正弦交流电。

．．．．．

交流电由于能方便地利用互感现象变换电压，便于远距离输送和用户的使用，在日常生活中广泛应用，那么它是如何产生的呢？

讲述新课 板书课题：

§7-1正弦交流电的产生

一、设置悬念、激发探究（３分钟）

１、展示手摇发电机并简述其构成。 定子 ──── 一对磁极 转子 ──── 线圈、集电环

２、演示：先快速转动手柄，再缓慢旋转，提示学生观察小灯泡状态。

提问：小灯炮一闪一亮说明了什么？

引导学生共同回答：转子转动过程中有电流产生流经小灯泡。 结合实物说明：转子转动过程中与磁场方向垂直的导体切割磁力

线(或磁通发生变化)产生了感生电动势，从而在闭合回路产生感生电流。

进一步询问：为什么是一闪一亮？流经小灯泡的到底是什么

实验八 三相电路电压、电流的测量

一. 实验目的

1. 掌握三相负载和电源的正确联接方法。

2. 进一步了解三相电路中线、相电压及线、相电流之间的关系。 3. 充分理解三相四线制供电系统中中线的作用。

二. 实验内容

1. 三相负载作星形联接（三相四线制供电）：

(1)将灯泡负载作星形联接（图8-1）并请教师检查线路。

图8-1

(2)当对称负载时，测量有中线和无中线时的各电量。 (3)当不对称负载时，测量有中线和无中线时的各电量。（其中C相负载的灯泡增加一组）

注意：在断开中线时，由于各相电压不平衡，测量完毕应立即断开电源。 表8-1

实验内容 （负载情况） 有中线 对称负载 无中线 有中线 不对称负载 无中线

21-1

线电流（A） IA IB IC 线电压（V） UA′ UB′ UC′ ′′′BCA 相电压（V） UA′ ′0 UB′ ′0 中线中点电流电压 ′U′′0N UC′ I0 ′0(A) (V)

2. 三相负载作三角形联接：

(1)按图8-2联接线路并

实验八 三相电路电压、电流的测量

一. 实验目的

1. 掌握三相负载和电源的正确联接方法。

2. 进一步了解三相电路中线、相电压及线、相电流之间的关系。 3. 充分理解三相四线制供电系统中中线的作用。

二. 实验内容

1. 三相负载作星形联接（三相四线制供电）：

(1)将灯泡负载作星形联接（图8-1）并请教师检查线路。

图8-1

(2)当对称负载时，测量有中线和无中线时的各电量。 (3)当不对称负载时，测量有中线和无中线时的各电量。（其中C相负载的灯泡增加一组）

注意：在断开中线时，由于各相电压不平衡，测量完毕应立即断开电源。 表8-1

实验内容 （负载情况） 有中线 对称负载 无中线 有中线 不对称负载 无中线

21-1

线电流（A） IA IB IC 线电压（V） UA′ UB′ UC′ ′′′BCA 相电压（V） UA′ ′0 UB′ ′0 中线中点电流电压 ′U′′0N UC′ I0 ′0(A) (V)

2. 三相负载作三角形联接：

(1)按图8-2联接线路并

机电专业课《电工技术基础与技术》导学案 班级： 任课教师： 任课时间：

正弦交流电的表示方法

编者姓名： 编写时间：

【学习目标】： （一）知识与技能

掌握正弦交流电的各种表示方法（解析式表示法、波形图表法和矢量图表示法）以及相互 间的关系。 （二）过程与方法 1、理解相量图的注意事项 2. 运用相量图分析交流电路。 （三）情感态度与价值观

通过对本节的学习增强学生理论联系实际的能力。

教师同步导学案 学生笔记及反思 【学习重点】：1．波形图表示法。

2．矢量图表示法。

【学习难点】：矢量图表示法。 【学习过程】： 一．课前复习及预习：

1．什么是正弦交流电的三要素？

2．已知U?=?220V，f?=????Hz，?0?=???90?，试写出该交流电压的解析式。

二．当堂检测：

《正弦交流电的表示方法》导学案第 1 页 共 3 页

机电专业课《电工技术基础与技术》学案 班级： 任课教师：

胡翔骏电路分析(第2版)精品课件系列

课前提问：一阶RC电路在输入ε(t)作用下的单位阶跃响应为：(t a uc t 1 e

)

t ;

b uc t e t ;t a uc t 1 e

t

U S t t.0 ;

答案： (a)

胡翔骏电路分析(第2版)精品课件系列

第10章 正弦稳态分析§10-1 §10-2 §10-3 §10-4 §10-5 §10-6 §10-7 §10-8 §10-9 正弦电压和电流 正弦稳态响应 基尔霍夫定律的相量形式 R、L、C元件电压电流关系的相量形式 正弦稳态的相量分析 一般正弦稳态电路分析 单口网络的相量模型 正弦稳态响应的叠加 电路实验和计算机分析电路实例2、正弦量的相量表示 3、电路定理的相量形式 4、阻抗和导纳 5、正弦稳态电路的分析

重点： 1、正弦量的表示、相位差

胡翔骏电路分析(第2版)精品课件系列

§10-1一、复数

正弦电压和电流Im b |F| 代数式O