电子课件-《电工基础(第二版)》-B02-0635 电工基础(第二版)模块三
合集下载
周绍敏电工基础第二版全部教案课件教材汇总
课题1－1电路1－2电流教学目标1．路的组成及其作用，电路的三种基本状态。
2．理解电流产生的条件和电流的概念，掌握电流的计算公式。
教学重点1．电路各部分的作用及电路的三种状态。
2．电流的计算公式。
教学难点对电路的三种状态的理解。
第一节电路一、电路的组成1．电路：由电源、用电器、导线和开关等组成的闭合回路。
2．电路的组成：电源、用电器、导线、开关（画图讲解）。
(1) 电源：把其他形式的能转化为电能的装置。
如：干电池、蓄电池等。
(2) 用电器：把电能转变成其他形式能量的装置，常称为电源负载。
如电灯等。
(3) 导线：连接电源与用电器的金属线。
作用：把电源产生的电能输送到用电器。
(4) 开关：起到把用电器与电源接通或断开的作用。
二、电路的状态（画图说明）1．通路（闭路）：电路各部分连接成闭合回路，有电流通过。
2．开路（断路）：电路断开，电路中无电流通过。
3．短路（捷路）：电源两端的导线直接相连。
短路时电流很大，会损坏电源和导线，应尽量避免。
三、电路图1．电路图：用规定的图形符号表示电路连接情况的图。
2．几种常用的标准图形符号。
第二节电流一、电流的形成1．电流：电荷的定向移动形成电流。
（提问）2．在导体中形成电流的条件(1) 要有自由电荷。
(2) 必须使导体两端保持一定的电压（电位差）。
二、电流1．电流的大小等于通过导体横截面的电荷量与通过这些电荷量所用时间的比值。
qI =t2．单位：1A = 1C/s；1mA = 10-3 A；1μA = 10-6A3．电流的方向实际方向—规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向。
提问：金属导体、电解液中的电流方向如何？参考方向：任意假定。
4．直流电：电流方向和强弱都不随时间而改变的电流。
（画图说明练习习题（《电工基础》第2版周绍敏主编）1．是非题(1) ～ (3)小结1．电路的组成及其作用。
2．电路的三种工作状态。
3．形成电流的条件。
4．电流的大小和方向。
5．直流电的概念。
电子课件-《电工电子技术基础(第二版)》-B01-1319 第三章
模块三 供电与安全用电
相关知识
一、电力系统的基本概念
1. 电力系统 由发电厂、变配电所、电力线路及用户组成的统一体, 称 为电力系统。 结合图3—2可了解电力系统的基本概念。
图3—2 电力系统
模块三 供电与安全用电 二、电力系统的构成
1 . 发电厂 (1) 火力发电厂。 火力发电是利用煤、 石油、 天然气等 燃料的化学能转换为电能, 我国火力发电厂以燃煤为主,如 图3—3所示为火力发电厂外景图。
模块三 供电与安全用电
三、 低压分配电能
线路经电力变压器变压后, 进入低压室, 连接一台主 保护开关, 多选择DW 或 HD系列开关, 如图3—1 4所示, 开 关为弹簧储能机构, 可手动跳、 合闸, 作为配变总电路投 、 切使用。
图3—1 4 低压主保护开关 a) DW 型低压开关 b) HD型低压开关
二、 电力变压器变换电压
新型组合式变电站多采用 S 9—M 型油浸自冷式电力 变压器、 S 1 1—M 型全密封电力变压器或环氧树脂干式 变压器, 实现了变电站无油化运行, 如图3—1 3所示。
图3—1 3 常用电力变压器 a) S 9—M 型油浸自冷式电力变压器 b) S 1 1—M 型全密封电力变压器
图3—5 大亚湾核电站外景图
模块三 供电与安全用电
任务实施
一、 发电
图3—1中采用广泛应用的火力发电方式, 通过发电 装置 (锅炉、 汽轮机、 发电机及电厂辅助生产系统等) 将自然界的一次能源转化成电能。 发电厂发电机的出 口电压一般在3 .1 5~1 5 .7 5kV 之间。
模块三 供电与安全用电 二、 变电
模块三 供电与安全用电
主保护开关下级配有4~8只分路开关, 多选用塑壳式断 路器 (见图3—1 5)。 电能由各分路开关送达用户。
电子课件-《电工基础(第二版)》-B02-0635 电工基础(第二版)模块一
与参考点的选择有关，但两点间的电位差与参考点的选择无 关。
模块一 直流电路
四、 电压表及其使用方法
１. 电压表 电压表是用来测量交、直流电路中电压大小的仪表。
电压表 ａ) 数字式直流电压表 ｂ) 指针式直流电压表
模块一 直流电路
２. 电压表的使用方法 (１) 对交、直流电路应分别采用交流电压表和直流电压 表测量。 (２) 电压表必须并接在被测电路的两端。 (３) 直流电压表表壳接线柱上标明的 “ ＋ ” “ － ” 记号，应当分别连接电路中靠近电源正极和负极的测量点， 不能接错，否则指针要反转，并会损坏电压表。 (４) 每只电压表都有一定的测量范围，其量程的选择方 法与电流表相同。 (５) 当采用指针式电压表读取测量结果时，应使眼睛处 于电流表表盘的正前方，否则得到结果的误差会较大。
(１) 掌握电动势、电压和电位的概念和含义。 (２) 掌握电压表的使用方法。 (３) 能够连接双控照明电路并测量电源电动势及电路 中的电压和电位。
模块一 直流电路
工作任务
本任务的内容是学会电压表的使用方法，并用电 压表测量电池的电动势和双控照明电路中的电压和电 位。
模块一 直流电路
相关知识 一、 电源电动势
一、 电流的形成
当电路形成闭合通路后，在电源 ( 或外电场) 的驱使作用 下，电荷定向移动形成电流。移动的电荷又称载流子，载流 子是多种多样的，如金属导体中的自由电子、电解液中的离 子等。
模块一 直流电路
电流的形成 ａ) 金属中的电流 ｂ) 电解液中的电流
模块一 直流电路
二、 电流的方向
直流电流和交流电流 ａ) 稳恒直流电流 ｂ) 脉动直流电流 ｃ) 交流电流
于负载电阻 R→∞ 或电路中某处连接导线断开。此时，电路
模块一 直流电路
四、 电压表及其使用方法
１. 电压表 电压表是用来测量交、直流电路中电压大小的仪表。
电压表 ａ) 数字式直流电压表 ｂ) 指针式直流电压表
模块一 直流电路
２. 电压表的使用方法 (１) 对交、直流电路应分别采用交流电压表和直流电压 表测量。 (２) 电压表必须并接在被测电路的两端。 (３) 直流电压表表壳接线柱上标明的 “ ＋ ” “ － ” 记号，应当分别连接电路中靠近电源正极和负极的测量点， 不能接错，否则指针要反转，并会损坏电压表。 (４) 每只电压表都有一定的测量范围，其量程的选择方 法与电流表相同。 (５) 当采用指针式电压表读取测量结果时，应使眼睛处 于电流表表盘的正前方，否则得到结果的误差会较大。
(１) 掌握电动势、电压和电位的概念和含义。 (２) 掌握电压表的使用方法。 (３) 能够连接双控照明电路并测量电源电动势及电路 中的电压和电位。
模块一 直流电路
工作任务
本任务的内容是学会电压表的使用方法，并用电 压表测量电池的电动势和双控照明电路中的电压和电 位。
模块一 直流电路
相关知识 一、 电源电动势
一、 电流的形成
当电路形成闭合通路后，在电源 ( 或外电场) 的驱使作用 下，电荷定向移动形成电流。移动的电荷又称载流子，载流 子是多种多样的，如金属导体中的自由电子、电解液中的离 子等。
模块一 直流电路
电流的形成 ａ) 金属中的电流 ｂ) 电解液中的电流
模块一 直流电路
二、 电流的方向
直流电流和交流电流 ａ) 稳恒直流电流 ｂ) 脉动直流电流 ｃ) 交流电流
于负载电阻 R→∞ 或电路中某处连接导线断开。此时，电路
全套课件 电工电子技术基础(第二版)--李中发
简称功率。
p dW dt
功率与电流、电压的关系：
关联方向时： p =ui
非关联方向时： p =－ui
p＞0时吸收功率，p＜0时放出功率。
I=2A
+ U=5V －
(a)
I=-2A
+ U=5V －
(b)
I=-2A
+ U=5V －
(c)
例：求图示各元件的功率. （a）关联方向， P=UI=5×2=10W， P>0，吸收10W功率。 （b）关联方向， P=UI=5×(－2)=－10W， P<0，产生10W功率。
伏安关系（欧姆定律）：
关联方向时： u =Ri
非关联方向时： u =－Ri
iR
符号：
+ u －
功率：
p ui Ri2 u2 R
2．电感元件
电感元件是一种能够贮存磁场能量的元 件，是实际电感器的理想化模型。
伏安关系： 符号： i
L
u L di dt
+ u －
只有电感上的电流变化时，
u L di dt
理想电压源
u Us
O
t
us +－
Us +－
理想电流 i源
Is
O
u
is
1.3 基尔霍夫定律
电路中通过同一电流的每个分支称为支路。 3条或3条以上支路的连接点称为节点。 电路中任一闭合的路径称为回路。
i1
R1 +c us1 －
a i2
i3
R2
R3
Байду номын сангаас
+d
e
us2
－
b
图示电路有3条 支路，2个节点， 3个回路。
电工基础 第2版 课件 教学PPT 作者 陈菊红 主编 第01章 电路的基本概念和基本定律
是有外力克服电场力做了功，电路发出功率，也可以说电
路吸收了负功率。
必须注意关联参考方向及各数值的正、负号的含义
。
电工基础
第二节
2. 电能
电路的基本物理量
单位时间内电路吸收或释放的电能为该电路的功率p,
那么在t0-t1时间内电路转换的电能为w，有
W
t1 t0
pdt
直流时， p为常量，则
W P(t1 t0 )
电工基础
第三节
３.伏安特性曲线
电阻元件和欧姆定律
元件的伏安特性还可通过伏安特性曲线进行描述。
图1-１１ 线性电阻元件及其伏安特 性
电工基础
第三节
电阻元件和欧姆定律
４. 电阻元件的分类
1）线性电阻：若电阻R值与其工作电压或电流无关，则 称其为线性电阻元件 。其伏安特性曲线是一条通过原 点的直线。
2）非线性电阻：如果电阻的
式为
dw p dt
直流电路中，功率与电流、电压均不随时间变化，上式可写 成
P =U I
电工基础
第二节
（1）p＞ 0
电路的基本物理量
一段电路在u 、 i 关联参考方向下，若 说明这段电路上电压和电流的实际方向是一致的，
正电荷在电场力作用下做了功，电路吸收了功率；
（ 2 ） p＜ 0
则这段电路上电压和电流的实际方向不一致，一定
客观存在的实际方向，称为实际方向。
（2）参考方向：参考方向是人们任意选定的一个方向。
（3）应用： 可任意选定一个参考方向，并由参考方向和电 压或电流值的正、负来反映该电压或电流的实际方向。 参考方向一经选定，在分析电路的过程中就不再变动。
电工基础
第二节
电工基础完整ppt课件
37
电工基础
(3)、通电线圈产生的磁场 【右手螺旋定则】
磁通
电感 L N
i
B H
ppt课件完整
H N
l
38
电工基础
4.3 磁场对电流的作用
ppt课件完整
39
电工基础
1．电磁力的大小
磁场
电流
有效
强弱
大小
长度
ppt课件完整
F=B I ι
B------均匀磁场的磁感应强度(特斯拉T) I ------导线中的电流强度(安)
拔 出
ppt课件完整
原磁 通减 少
感应 电流 磁通
原磁通 减少
感应磁通 与之方向
相同
56
判断电感工应基础电动势（感应电流）方向的具体方法：
插
入N
-
+
1、先确定原磁通方向及其变化趋势( 是增加还是减少)；
2、根据楞次定律确定感应磁通方向 如果原磁通的趋势是增加,则感应 磁通与原有磁通方向相反；
反之，原有磁通的变化趋势是减少 ，则感应磁通与原有磁通方向相同。 3、根据感应磁通方向，应用右手螺 旋定则确定感应电流及感应电动势方
图5-12 主磁通和漏磁通
图 5-13 有 分 支 磁 路
对称分支磁路 和 不对称有分支磁路
ppt课件完整
77
电工基础
A
· N2
aX
N1
x
·
A
ppt课件完整
65
电工基础
ppt课件完整
66
电工基础
应用
ppt课件完整
67
电工基础
ppt课件完整
涡流的害处
在交铁变芯磁场 作用发下热，整 块铁芯中产 生的线旋圈涡状 感应绝电缘流称 为涡流。
电工基础获奖课件
§1-4 电压和电位
二、电位
正电荷在电路中某点所具有旳能量与电荷所带电 量旳比叫做该点旳电位。
注意：讨论电位问题时，首先要选定参照点（假定 该点电位为零）。
其他点旳电位等于该点与参照点间旳电压。比 参照点高旳电位为正，反之为负。
可见，电路中各点旳电位是相正确，与参照点 旳选择有关。
电压方向旳拟定
(1)电源(供能元件)：
为电路提供电能旳设备和器件 (如电池、发电机等)。
图1-20 模拟手电筒电路
图1-20 模拟手电筒电路
(2)负载(耗能元件):
使用(消耗)电能旳设备和 器件(如灯泡等用电器)。
(3)连接导线：
将电器设备和元器件按一定方式连接 起来(如多种铜、铝电缆线等)。
(4)控制器件：
控制电路工作状态旳器件或设备(如 开关等)。
R——负载电阻，单位是欧[姆]，符号为Ω； R0——电源内阻，单位是欧[姆]，符号为Ω； I——闭合电路中旳电流，单位是安[培]，符号为A。
闭合电路欧姆定律阐明：闭合电路中旳电流与电源电动 势成正比，与电路旳总电阻（内电路电阻与外电路电阻之和） 成反比。
§1-8 电能和电功率
一、电能
电能是指在一定旳时间内电路元件或设备吸收或发出旳电 能量，用符号W表达，其国际单位制为焦耳(J)，电能旳计算 公式为
在一般条件下，任何物质都存在分子热运动， 所以任何物体都有电阻。当有电流流过时，都要消耗 一定旳能量。
几种常见电阻旳外形。
二、电阻定律
经试验证明，在温度不变时，一定材料制成旳导体旳 电阻跟它旳长度成正比，跟它旳截面积成反比。这个试验 规律叫做电阻定律。
均匀导体旳电阻可用公式表达为
R L
S
式中 ρ—电阻率，其值由导体材料旳性质决定，单位是欧 [姆]米，符号为Ω·m，可查表1-1（教材）；
电工基础教程 (2)ppt课件
第一章 低压电器
• 作用与分类 • 接触器 • 继电器 • 开关 • 熔断器
1
第一节 分类与作用
• 电器定义：一种能控制电路的设备。
• 低压电器：用于交流1200V、直流1500V级 以下的电路中起通断、保护、控制或调节 作用的电器产品。
• 高压电器：交流1200V以上、直流1500V以 上。
2
• 图1-1
• 图1。2。15
12
第二节 接触器
• 定义：用来自动地接通或断开大电流电路 的电器。
• 分：交流接触器、直流接触器。 • 组成：触点系统、电磁机构、灭弧装置。
13
接触器结构
14
• 交流接触器
15
• 直流接触器
• 图1。7。2
16
接触器主要技术参数
• 额定电压：指主触点的额定工作电压。 直流有：24V、48V、110V、220V、440V 交流有：36V、127V、220V、380V 额定电流：主触点的额定电流。 机械寿命（1000万次以上）与电气寿命
定电压。 • 主触点额定电流的选择： • 线圈电压：
交流： 直流：
20
第三节 继电器
继电器分类： 用途分：控制继电器、保护继电器、中间
继电器。 原理分：电磁式、感应式、热继电器等 参数分：电流、电压、速度、压力继电器 动作时间分：瞬时继电器、延时继电器 输出形式分：有触点、无触点继电器
21
区别
继电器：用于控制电路、电流小，没有灭 弧装置，可在电量或非电量的作 用下动作。
分类
3
电力拖动系统组成
• 主电路：由电动机、（接通、断开、控制 电动机的）接触器主触点等电器元件组成。 （电流大）
• 控制电路：由接触器线圈、继电器等电器 元件组成。（电流小）
• 作用与分类 • 接触器 • 继电器 • 开关 • 熔断器
1
第一节 分类与作用
• 电器定义：一种能控制电路的设备。
• 低压电器：用于交流1200V、直流1500V级 以下的电路中起通断、保护、控制或调节 作用的电器产品。
• 高压电器：交流1200V以上、直流1500V以 上。
2
• 图1-1
• 图1。2。15
12
第二节 接触器
• 定义：用来自动地接通或断开大电流电路 的电器。
• 分：交流接触器、直流接触器。 • 组成：触点系统、电磁机构、灭弧装置。
13
接触器结构
14
• 交流接触器
15
• 直流接触器
• 图1。7。2
16
接触器主要技术参数
• 额定电压：指主触点的额定工作电压。 直流有：24V、48V、110V、220V、440V 交流有：36V、127V、220V、380V 额定电流：主触点的额定电流。 机械寿命（1000万次以上）与电气寿命
定电压。 • 主触点额定电流的选择： • 线圈电压：
交流： 直流：
20
第三节 继电器
继电器分类： 用途分：控制继电器、保护继电器、中间
继电器。 原理分：电磁式、感应式、热继电器等 参数分：电流、电压、速度、压力继电器 动作时间分：瞬时继电器、延时继电器 输出形式分：有触点、无触点继电器
21
区别
继电器：用于控制电路、电流小，没有灭 弧装置，可在电量或非电量的作 用下动作。
分类
3
电力拖动系统组成
• 主电路：由电动机、（接通、断开、控制 电动机的）接触器主触点等电器元件组成。 （电流大）
• 控制电路：由接触器线圈、继电器等电器 元件组成。（电流小）
《电工基础》全册配套完整教学课件
储能元件
电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件
电压源和电流源：表示将其它形式的能量转变成
注意
电能的元件。
5种基本理想电路元件有三个特征：
（a）只有两个端子；
（b）可以用电压或电流按数学方式描述；
（c）不能被分解为其他元件。
9
第1章 直流电路
理想电路元件的分类
理想电路元件
理想有源元件
理想无源元件
与回路环行方向一致的电流、电压和电动势前面 取正号， 不一致的前面取负号。
对回路 adbca R1I1－R2I2 ＝ E1－E2
39
第1章 直流电路
基尔霍夫电压定律不仅适用于电路中任一闭 合的回路，而且还可以推广应用于任何一个 假想闭合的一段电路。
将 a、b 两点间的电压 作为电阻电压降一样考 虑进去。
36
第1章 直流电路
内容：从电路的某一点出发，
沿回路绕行一周回到原点， ＋ I1 在绕行方向上，各部分电位US1 升的和等于电位降的和。 － c
a
＋ I2 US2
－d
I3
R3 e
－
－
U1 R1
U2 R2
R4
＋
U电位升 U电位降
＋
b
对回路 adbca ，从 a 点出发沿回路环行一周又回到 a 点
导线
手电筒电路
第1章 直流电路
（2） 电路模型
实际电路
10BASE-T wall plate
开关
灯泡
电 池
电路模型
导线
电路模型 理想电路元件
8
反映实际电路部件主要电磁 性质的理想电路元件及其组合。
有某种确定的电磁性能的理想 元件。是对实际元件的抽象和概括
电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件
电压源和电流源：表示将其它形式的能量转变成
注意
电能的元件。
5种基本理想电路元件有三个特征：
（a）只有两个端子；
（b）可以用电压或电流按数学方式描述；
（c）不能被分解为其他元件。
9
第1章 直流电路
理想电路元件的分类
理想电路元件
理想有源元件
理想无源元件
与回路环行方向一致的电流、电压和电动势前面 取正号， 不一致的前面取负号。
对回路 adbca R1I1－R2I2 ＝ E1－E2
39
第1章 直流电路
基尔霍夫电压定律不仅适用于电路中任一闭 合的回路，而且还可以推广应用于任何一个 假想闭合的一段电路。
将 a、b 两点间的电压 作为电阻电压降一样考 虑进去。
36
第1章 直流电路
内容：从电路的某一点出发，
沿回路绕行一周回到原点， ＋ I1 在绕行方向上，各部分电位US1 升的和等于电位降的和。 － c
a
＋ I2 US2
－d
I3
R3 e
－
－
U1 R1
U2 R2
R4
＋
U电位升 U电位降
＋
b
对回路 adbca ，从 a 点出发沿回路环行一周又回到 a 点
导线
手电筒电路
第1章 直流电路
（2） 电路模型
实际电路
10BASE-T wall plate
开关
灯泡
电 池
电路模型
导线
电路模型 理想电路元件
8
反映实际电路部件主要电磁 性质的理想电路元件及其组合。
有某种确定的电磁性能的理想 元件。是对实际元件的抽象和概括
电工基础第二版周绍敏叠加定理ppt课件
注意培养学 生分析问题解决 问题的思路和方 法，提高他们的 学习兴趣，培养 他们探索的精神 和科学的态度。
三 、教 材 处 理
教材的地位 和作用
第三章 复杂直流电路
第一节 基尔霍夫定律
第二节 支路电流法
第三节 叠加定理
第四节 戴维宁定理
第五节 两种电源模型 的等效变换
是本章节的一个重点内容之一。 是分析和计算复杂直流电路的支路电流或电压的一种重要方法。 有利于帮助学生简洁快速的求出某一支路的电流或电压。 培养学生的探索精神、逻辑思维能力和分析问题、解决问题的能力。
教师如何去评 估学生的现有认 知水平 。
改进
注重例题选择的 典型性，最好能 涵盖所有的知识 点。 对教学内容进行 整合，使学生在 课堂教学中有更 多的参与。
情感 目标
① 从探究中获得积极的情感体验和认真、严谨的科学态度。 ② 能与同学互相协作、友好相处。 ③ 善于应用叠加和分解的思维方法，即把复杂变为简单，
把多元变为单元，以此为桥梁，最终了解复杂的事物。
教学重难点
重点
(1) 叠加定理的内 容；
(2) 运用叠加定理 求解复杂直流电路 的五大步骤。
难点
(1) 叠加定理的说 明；
提出设想：如果我们能把复杂直流电路拆分成多
个单独电源作用的简单直流电路，求解后再把各个 结果合成，是不是达到求解的目的呢？
设计意图
在导入部分 提出设想，放置 疑问，引出叠加 定理的内容，并 激发学生的求知 欲望。
实验验证
学生分组实验，通过实验， 验证在导入部分的设想。
1.提出设想，设计实验
将一个复杂的电路分为几个比较简单的电路， 然后对这些比较简单的电路进行分析计算，再把结 果合成，就可以求出原有电路中的电压、电流，避 免了对联立方程的求解 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电容器的结构 ａ) 纸介电容器 ｂ) 平行板电容器
模块三 正弦交流电路
使电容器带电的过程称为充电。 充电后的电容器失去电荷的 电容量
模块三 正弦交流电路
设某平行板电容器极板正对面积为 S，两极板间的距离为 d，极板间电介质的介电常数为 ε，则平行板电容器的电容可 按下式计算。
模块三 正弦交流电路
２. 数量关系 通常把电感对交流电的阻碍作用称为感抗，用 XL 表示， 其单位也是欧姆 (Ω) 。 感抗的计算式为
在纯电感电路中，电流与电压成正比，与感抗成反比， 即
模块三 正弦交流电路
电感器在电路中的主要作用是通直流、阻交流。
线圈的感抗随频率变化的关系曲线
模块三 正弦交流电路
表示任意时刻线圈
平面与中性面所成的角度，这个角度称为相位角，也称相位
或相角。式中 φ0 为正弦量在 t ＝ 0 时的相位，称为初相位， 也称初相角或初相。
相位的正负 ａ) 初相为正 ｂ) 初相为负
模块三 正弦交流电路
２. 相位差 两个同频率交流电的相位之差称为相位差。
正弦交流电的相位关系 ａ) e1超前e2 ｂ) e1与e2同相 ｃ) e1与e2反相 ｄ) e1与e2正交
模块三 正弦交流电路
正弦交流电的产生
模块三 正弦交流电路
知识延伸 一、 正弦交流电的周期、频率和角频率
正弦交流电波形
模块三 正弦交流电路
１. 周期 交流电每重复变化一次所需的时间称为周期，用符号 T 表 示，单位是 s。 ２. 频率 交流电在 1s 内重复变化的次数称为频率，用符号 f 表示， 单位是赫兹，简称赫，用符号 Hz 表示。
模块三 正弦交流电路
课题一 课题二 课题三 课题四 课题五 课题六
正弦交流电的基本知识 电阻、电感和电容的纯电路 RIC 串联电路和谐振电路 三相交流电路 提高功率因数的意义和方法 周期性非正弦交流电
模块三 正弦交流电路
课题一 正弦交流电的基本知识
任务 １ 认识正弦交流电 学习目标
(１) 了解正弦交流电的产生。 (２) 能用示波器观察正弦交流电波形，能用万用表测 量正弦交流电压值。 (３) 熟练掌握正弦交流电的三要素及其含义。
它叫做电路的无功功率。无功功率用ＱＬ 表示。ＱＬ的大小
为
为与有功功率相区别，无功功率的单位用乏表示，符号 为 var。
模块三 正弦交流电路
三、 扼流圈
利用电感对交流电的阻碍作用可以制成各种类型的扼流 圈。
常见的扼流圈 ａ) 低频扼流圈 ｂ) 高频扼流圈 ｃ) 共模扼流圈
模块三 正弦交流电路
任务 ３ 认识电容器 学习目标
在纯电容电路中，电流与电压成正比，与容抗成反比，即
模块三 正弦交流电路
电容器的容抗随频率变化的曲线
模块三 正弦交流电路
二、 电路的功率
１. 瞬时功率 纯电感线圈的瞬时功率为
模块三 正弦交流电路
２. 平均功率 在纯电容电路中，电容器也是时而 “吞进” 功率，时而 “吐出” 功率，因而电容器本身不消耗有功功率，在一个周 期内的平均功率为零。 ３. 无功功率 与纯电感电路相类似，为了衡量电容器和电源之间的能量 交换，用瞬时功率的最大值来表示其交换的规模，也称为无 功功率，用 QC 来表示，它的计算公式为
模块三 正弦交流电路
２. 数量关系
电压
构成一个直角三角形，称为电
压三角形。由电压三角形可求得总电压的数值为
在电压三角形的基础上稍加改造，还能得到另外两个三 角形。其中，由 P、Q、S 组成的三角形称为功率三角形； 由 Z、R、X 构成的三角形称为阻抗三角形。
用电压三角形和阻抗三角形都可以求出总电压与电流的 相位差角 φ 的大小。
模块三 正弦交流电路
工作任务
本任务的内容是在教师的指导下，通过示波器观 测交流电的波形，测量交流电压。
模块三 正弦交流电路
相关知识 一、 什么是交流电
直流电和交流电波形 ａ) 稳恒直流电 ｂ) 家庭使用的正弦交流电
ｃ) 锯齿波交流电 ｄ) 方波交流电
模块三 正弦交流电路
二、 交流电的产生
交流发电机 ａ) 示意图 ｂ) 原理图
模块三 正弦交流电路
四、 正弦交流电的三种表示方法
１. 波形表示法 ２. 解析式表示法 ３. 相量图表示法 为了与一般的空间矢量相区别，把表示正弦交流电的这 一矢量称为相量。
模块三 正弦交流电路
任务 ２ 仿真观测正弦交流电的波形和参数 学习目标
(１) 熟悉 EWB 仿真软件中万用表和示波器的基本操作。 (２) 能够用 EWB 观察正弦交流电波形并测量其相关参 数。
模块三 正弦交流电路
２. 有功功率 由于瞬时功率时刻都在变动、不便计算，因而通常都是 计算一个周期内消耗功率的平均值，即平均功率。平均功率 又称有功功率，用 P 表示，单位是瓦 (W)。 即
模块三 正弦交流电路
任务 ２ 探究纯电感电路 学习目标
(１) 能够通过仿真实验，观测纯电感正弦交流电路中 电流、电压的相位和数量关系。 (２) 熟练掌握纯电感正弦交流电路中电流、电压的相 位关系和数量关系。 (３) 熟练掌握纯电感正弦交流电路中的功率。 (４) 了解电感器在交流电路中的作用。
模块三 正弦交流电路
３. 角频率 正弦交流电每秒内变化的电角度称为角频率，用符号 ω 表示。角频率与周期、频率的关系为
模块三 正弦交流电路
二、 正弦交流电的瞬时值、最大值、有效值和平均值
１. 瞬时值 正弦交流电在某一时刻的数值称为瞬时值。 ２. 最大值 正弦交流电在一个周期所能达到的最大瞬时值称为正弦 交流电的最大值。
２. 有功功率 P 在 RLC 串联电路中，只有电阻是消耗功率的，所以 RLC 串联电路中的有功功率就是电阻上所消耗的功率，即
３. 无功功率 Q 电路的无功功率为电感和电容上的无功功率之差，即
模块三 正弦交流电路
视在功率 S、有功功率 P、无功功率 Q 之间的关系由功 率三角形可得
由功率三角形可以得到
模块三 正弦交流电路
知识延伸
一、 电流与电压的关系
１. 相位关系 设加在电阻两端的正弦电压 uR 的初相为零，即
uR ＝ URm sinωt 根据欧姆定律，通过电阻的电流瞬时值为
模块三 正弦交流电路
２. 数量关系 由上式可知，通过电阻电流的最大值为
模块三 正弦交流电路
二、 电路的功率
１. 瞬时功率 在任一瞬间，电阻中的电流瞬时值与同一瞬间电阻两端 电压瞬时值的乘积，称为电阻获取的瞬时功率，用 PR 来表 示，即
模块三 正弦交流电路
工作任务
本任务的内容是用 EWB 进行仿真实验，观察电 阻、电感和电容串联的交流电路中电压和电流的波形 及其相位和数量关系。
模块三 正弦交流电路
知识延伸 一、 电流与电压的关系
１. 相位关系
RLC 串联交流电路
模块三 正弦交流电路
(１) 当 UL > UC 时，电压 超前电流 ，此时电路是电 感性电路，相量图如图 a 所示。
(１) 能够通过仿真实验，观测纯电阻正弦交流电路中 电流、电压的相位和数量关系。 (２) 熟练掌握纯电阻正弦交流电路中电流、电压的相 位关系和数量关系。 (３) 熟练掌握纯电阻正弦交流电路中的功率。
模块三 正弦交流电路
工作任务
本任务的内容是用 EWB 进行仿真实验，观察交 流纯电阻电路中电压、电流的波形和相位关系，进一 步分析电压、电流间的数量关系。
无功功率 QC 的单位也是乏 (var)。
模块三 正弦交流电路
课题三 RIC 串联电路和谐振电路
任务 １ 探究 RIC 串联电路 学习目标
(１) 能通过仿真实验观测 RIC 串联的正弦交流电路中 电流、电压的相位和数量关系。 (２) 掌握 RIC 串联电路中电压与电流的相位和数量关 系。 (３) 掌握 RIC 串联电路中功率的关系。
(１) 熟悉电容器的组成和电容量的定义。 (２) 能完成电容器充放电实验。 (３) 掌握电容器的充放电过程及特点。
模块三 正弦交流电路
工作任务
本任务的内容是用 EWB 进行仿真实验，连接电 容器充放电实验电路，验证电容器在交直流电路中的 不同作用。
模块三 正弦交流电路
相关知识
一、 电容器
两个相互绝缘又靠得很近的导体就组成了一个电容器。这 两个导体称为电容器的两个极板。
模块三 正弦交流电路
３. 有效值 使交流电和直流电加在同样阻值的电阻上，如果在相同 的时间内产生的热量相等，就把这一直流电的大小叫做相应 交流电的有效值。 ４. 平均值 所谓平均值，是指正弦交流电在半个周期内所有瞬时值 的平均值。
模块三 正弦交流电路
三、 正弦交流电的相位与相位差
１. 相位 在式
因此，φ 也被称为阻抗角。
模块三 正弦交流电路
二、 电路的功率
１. 视在功率 S 在 RLC 串联电路中，视在功率表示电源提供的总功率， 即表示需要交流电源容量的大小，其定义为电压与电流有 效值的乘积，即
S ＝ UI 为区别有功功率和无功功率，视在功率的单位一般用 伏 ∙安 ( V ∙ A) 。
模块三 正弦交流电路
二、 电路的功率
１. 瞬时功率 纯电感线圈的瞬时功率为
模块三 正弦交流电路
２. 平均功率 当纯电感线圈接通交流电源后，时而 “吞进” 功率，时 而 “吐出” 功率，在一个周期内的平均功率为零，即 PL ＝ 0，这表明电感线圈不是耗能元件，而是储能元件。 ３. 无功功率 用瞬时功率的最大值来反映这种能量交换的规模，并把
(２) 当 UL < UC 时，电流 超前电压 ，此时电路是电 容性电路，相量图如图 b 所示。
(３) UL ＝ UC 时，电压 和 同相位，电路中虽然有元 件 L 和 C 存在，但电路呈纯电阻性，相量图如图 c 所示。这 是一种特殊情况，称为串联谐振。
模块三 正弦交流电路
使电容器带电的过程称为充电。 充电后的电容器失去电荷的 电容量
模块三 正弦交流电路
设某平行板电容器极板正对面积为 S，两极板间的距离为 d，极板间电介质的介电常数为 ε，则平行板电容器的电容可 按下式计算。
模块三 正弦交流电路
２. 数量关系 通常把电感对交流电的阻碍作用称为感抗，用 XL 表示， 其单位也是欧姆 (Ω) 。 感抗的计算式为
在纯电感电路中，电流与电压成正比，与感抗成反比， 即
模块三 正弦交流电路
电感器在电路中的主要作用是通直流、阻交流。
线圈的感抗随频率变化的关系曲线
模块三 正弦交流电路
表示任意时刻线圈
平面与中性面所成的角度，这个角度称为相位角，也称相位
或相角。式中 φ0 为正弦量在 t ＝ 0 时的相位，称为初相位， 也称初相角或初相。
相位的正负 ａ) 初相为正 ｂ) 初相为负
模块三 正弦交流电路
２. 相位差 两个同频率交流电的相位之差称为相位差。
正弦交流电的相位关系 ａ) e1超前e2 ｂ) e1与e2同相 ｃ) e1与e2反相 ｄ) e1与e2正交
模块三 正弦交流电路
正弦交流电的产生
模块三 正弦交流电路
知识延伸 一、 正弦交流电的周期、频率和角频率
正弦交流电波形
模块三 正弦交流电路
１. 周期 交流电每重复变化一次所需的时间称为周期，用符号 T 表 示，单位是 s。 ２. 频率 交流电在 1s 内重复变化的次数称为频率，用符号 f 表示， 单位是赫兹，简称赫，用符号 Hz 表示。
模块三 正弦交流电路
课题一 课题二 课题三 课题四 课题五 课题六
正弦交流电的基本知识 电阻、电感和电容的纯电路 RIC 串联电路和谐振电路 三相交流电路 提高功率因数的意义和方法 周期性非正弦交流电
模块三 正弦交流电路
课题一 正弦交流电的基本知识
任务 １ 认识正弦交流电 学习目标
(１) 了解正弦交流电的产生。 (２) 能用示波器观察正弦交流电波形，能用万用表测 量正弦交流电压值。 (３) 熟练掌握正弦交流电的三要素及其含义。
它叫做电路的无功功率。无功功率用ＱＬ 表示。ＱＬ的大小
为
为与有功功率相区别，无功功率的单位用乏表示，符号 为 var。
模块三 正弦交流电路
三、 扼流圈
利用电感对交流电的阻碍作用可以制成各种类型的扼流 圈。
常见的扼流圈 ａ) 低频扼流圈 ｂ) 高频扼流圈 ｃ) 共模扼流圈
模块三 正弦交流电路
任务 ３ 认识电容器 学习目标
在纯电容电路中，电流与电压成正比，与容抗成反比，即
模块三 正弦交流电路
电容器的容抗随频率变化的曲线
模块三 正弦交流电路
二、 电路的功率
１. 瞬时功率 纯电感线圈的瞬时功率为
模块三 正弦交流电路
２. 平均功率 在纯电容电路中，电容器也是时而 “吞进” 功率，时而 “吐出” 功率，因而电容器本身不消耗有功功率，在一个周 期内的平均功率为零。 ３. 无功功率 与纯电感电路相类似，为了衡量电容器和电源之间的能量 交换，用瞬时功率的最大值来表示其交换的规模，也称为无 功功率，用 QC 来表示，它的计算公式为
模块三 正弦交流电路
２. 数量关系
电压
构成一个直角三角形，称为电
压三角形。由电压三角形可求得总电压的数值为
在电压三角形的基础上稍加改造，还能得到另外两个三 角形。其中，由 P、Q、S 组成的三角形称为功率三角形； 由 Z、R、X 构成的三角形称为阻抗三角形。
用电压三角形和阻抗三角形都可以求出总电压与电流的 相位差角 φ 的大小。
模块三 正弦交流电路
工作任务
本任务的内容是在教师的指导下，通过示波器观 测交流电的波形，测量交流电压。
模块三 正弦交流电路
相关知识 一、 什么是交流电
直流电和交流电波形 ａ) 稳恒直流电 ｂ) 家庭使用的正弦交流电
ｃ) 锯齿波交流电 ｄ) 方波交流电
模块三 正弦交流电路
二、 交流电的产生
交流发电机 ａ) 示意图 ｂ) 原理图
模块三 正弦交流电路
四、 正弦交流电的三种表示方法
１. 波形表示法 ２. 解析式表示法 ３. 相量图表示法 为了与一般的空间矢量相区别，把表示正弦交流电的这 一矢量称为相量。
模块三 正弦交流电路
任务 ２ 仿真观测正弦交流电的波形和参数 学习目标
(１) 熟悉 EWB 仿真软件中万用表和示波器的基本操作。 (２) 能够用 EWB 观察正弦交流电波形并测量其相关参 数。
模块三 正弦交流电路
２. 有功功率 由于瞬时功率时刻都在变动、不便计算，因而通常都是 计算一个周期内消耗功率的平均值，即平均功率。平均功率 又称有功功率，用 P 表示，单位是瓦 (W)。 即
模块三 正弦交流电路
任务 ２ 探究纯电感电路 学习目标
(１) 能够通过仿真实验，观测纯电感正弦交流电路中 电流、电压的相位和数量关系。 (２) 熟练掌握纯电感正弦交流电路中电流、电压的相 位关系和数量关系。 (３) 熟练掌握纯电感正弦交流电路中的功率。 (４) 了解电感器在交流电路中的作用。
模块三 正弦交流电路
３. 角频率 正弦交流电每秒内变化的电角度称为角频率，用符号 ω 表示。角频率与周期、频率的关系为
模块三 正弦交流电路
二、 正弦交流电的瞬时值、最大值、有效值和平均值
１. 瞬时值 正弦交流电在某一时刻的数值称为瞬时值。 ２. 最大值 正弦交流电在一个周期所能达到的最大瞬时值称为正弦 交流电的最大值。
２. 有功功率 P 在 RLC 串联电路中，只有电阻是消耗功率的，所以 RLC 串联电路中的有功功率就是电阻上所消耗的功率，即
３. 无功功率 Q 电路的无功功率为电感和电容上的无功功率之差，即
模块三 正弦交流电路
视在功率 S、有功功率 P、无功功率 Q 之间的关系由功 率三角形可得
由功率三角形可以得到
模块三 正弦交流电路
知识延伸
一、 电流与电压的关系
１. 相位关系 设加在电阻两端的正弦电压 uR 的初相为零，即
uR ＝ URm sinωt 根据欧姆定律，通过电阻的电流瞬时值为
模块三 正弦交流电路
２. 数量关系 由上式可知，通过电阻电流的最大值为
模块三 正弦交流电路
二、 电路的功率
１. 瞬时功率 在任一瞬间，电阻中的电流瞬时值与同一瞬间电阻两端 电压瞬时值的乘积，称为电阻获取的瞬时功率，用 PR 来表 示，即
模块三 正弦交流电路
工作任务
本任务的内容是用 EWB 进行仿真实验，观察电 阻、电感和电容串联的交流电路中电压和电流的波形 及其相位和数量关系。
模块三 正弦交流电路
知识延伸 一、 电流与电压的关系
１. 相位关系
RLC 串联交流电路
模块三 正弦交流电路
(１) 当 UL > UC 时，电压 超前电流 ，此时电路是电 感性电路，相量图如图 a 所示。
(１) 能够通过仿真实验，观测纯电阻正弦交流电路中 电流、电压的相位和数量关系。 (２) 熟练掌握纯电阻正弦交流电路中电流、电压的相 位关系和数量关系。 (３) 熟练掌握纯电阻正弦交流电路中的功率。
模块三 正弦交流电路
工作任务
本任务的内容是用 EWB 进行仿真实验，观察交 流纯电阻电路中电压、电流的波形和相位关系，进一 步分析电压、电流间的数量关系。
无功功率 QC 的单位也是乏 (var)。
模块三 正弦交流电路
课题三 RIC 串联电路和谐振电路
任务 １ 探究 RIC 串联电路 学习目标
(１) 能通过仿真实验观测 RIC 串联的正弦交流电路中 电流、电压的相位和数量关系。 (２) 掌握 RIC 串联电路中电压与电流的相位和数量关 系。 (３) 掌握 RIC 串联电路中功率的关系。
(１) 熟悉电容器的组成和电容量的定义。 (２) 能完成电容器充放电实验。 (３) 掌握电容器的充放电过程及特点。
模块三 正弦交流电路
工作任务
本任务的内容是用 EWB 进行仿真实验，连接电 容器充放电实验电路，验证电容器在交直流电路中的 不同作用。
模块三 正弦交流电路
相关知识
一、 电容器
两个相互绝缘又靠得很近的导体就组成了一个电容器。这 两个导体称为电容器的两个极板。
模块三 正弦交流电路
３. 有效值 使交流电和直流电加在同样阻值的电阻上，如果在相同 的时间内产生的热量相等，就把这一直流电的大小叫做相应 交流电的有效值。 ４. 平均值 所谓平均值，是指正弦交流电在半个周期内所有瞬时值 的平均值。
模块三 正弦交流电路
三、 正弦交流电的相位与相位差
１. 相位 在式
因此，φ 也被称为阻抗角。
模块三 正弦交流电路
二、 电路的功率
１. 视在功率 S 在 RLC 串联电路中，视在功率表示电源提供的总功率， 即表示需要交流电源容量的大小，其定义为电压与电流有 效值的乘积，即
S ＝ UI 为区别有功功率和无功功率，视在功率的单位一般用 伏 ∙安 ( V ∙ A) 。
模块三 正弦交流电路
二、 电路的功率
１. 瞬时功率 纯电感线圈的瞬时功率为
模块三 正弦交流电路
２. 平均功率 当纯电感线圈接通交流电源后，时而 “吞进” 功率，时 而 “吐出” 功率，在一个周期内的平均功率为零，即 PL ＝ 0，这表明电感线圈不是耗能元件，而是储能元件。 ３. 无功功率 用瞬时功率的最大值来反映这种能量交换的规模，并把
(２) 当 UL < UC 时，电流 超前电压 ，此时电路是电 容性电路，相量图如图 b 所示。
(３) UL ＝ UC 时，电压 和 同相位，电路中虽然有元 件 L 和 C 存在，但电路呈纯电阻性，相量图如图 c 所示。这 是一种特殊情况，称为串联谐振。