交流电的基础知识.讲课教案

试求
其周期和角频率。
T = 1 =0.02s
［解］
f
w = 2 f =2 3.14 50 = 314 rad/s
i
wt
T
1. 周期 T：变化一周所需的时间 单位：秒，毫秒。
2. 频率 f： 每秒变化的次数 单位：赫兹，千赫兹 。
3. 角频率 ω： 每秒变化的弧度 单位：弧度/秒
f=1 T
w=2 =2 f
教学难点：正弦交流电的三要素
教学难点：正弦交流电的最大值、有效值、角频
率、频率、周期、相位、初相位
课题1 认识正弦交流电
直流电
交流电
E
I, U
每时每刻大 小和方向恒 定不变，与 时间无关。
e
i
＋2A
1A
t2
0 t1
t3
大小和方向 随时间作周 期性变化， 与时间密切 相关。
t4
t
0
t
－1.8A
第一：交流电可以用变压器变压，便于远距离输电。
i1 i2
wt
1
2
i1 =Im1sinwt1
ww i2 =Im2sinwt2 = t t =
1
2
12
两种正弦信号的相位关系
同
相 位
2
1
相
i2
位
领
先 1 2
i2
1 =2
i1
t
i1 =120
t
i i 领先于
1
2
反
相 位
2
i1
i2
==
t1 2
i1 和 i 2 反相
一、交流电的产生
i, u
i
+
0
_
t0
正弦交流电
t 非正弦交流电
原理：根据电磁感应定律，导体切割磁力线产生感应电流。
w e = E m sinw t (起始角0°) e=E msint ( )
符号的规定：
直流电：I U E
交流电：i u e
（用大写字母表示） （用小写字母表示）
二、正弦交流电的相关量
思考与练习
耐压为220V的电容
1、
器，能否用在180V
的正弦交流电源上
？
U=180V，则Um＝ 2 ×180V ≈255V
源自文库
255V>220V 不能用在180V正弦电源上！
2、交流供电的优点是（1）可__以__用_变__压__器_变__压__，_便__于__远_距__离__输_电__。_
（2）_交__流__电__机__构__造__简__单__，__造__价__低 _（3）_可__以__整__流__，__变__成__直__流__电_.
优 点
简单、安全、 适合半导体 器件供电。
第二：交流电机比同功率直流电机构造简单，造价低。 第三：可以用整流装置，将流交电变成所需的直流电。
第四：无线电通讯中交流信号可放大、传送、变换。
交流电路概述 交流电
e 发明者？
i
尼古拉·特斯拉
0
t
交流电
特斯拉线圈
粒子束武器
特斯拉涡轮 机
旋转磁场
无线技术
地面固定波 双线线圈 异步电动机 死光
T
2. 正弦交流电的瞬时值、最大值和有效值
瞬时值
u 最大值
瞬时值是交流电某一时刻所对应 Um 311v
在效值
220v
的值。随时间不同而变化，是个变量。 150v
2 w t
用 小写字母 i、u、e 表示。
O t=t1 T/2 Ｔ t
最大值是交流电的 幅值。用大
写字母加下有标效m值表示。如 Im、Um、Em。
最大值
瞬时值
u
Um
U
T
f =波形个数
在效值
1S
t
T
=
1
f
问题与讨论
若购得一台耐压为 300V 的电器，是否可用于
220V 的线路上?
~ 220V
电器 最高耐压 =300V
有效值 U = 220V
电源电压
最大值 Um = 2 220V = 311V
该用电器最高耐压低于电源电压的最大值，所 以不能用。
3、正弦量的相位、初相位和相位差
i=2 Isiw n t
w （ t ）为正弦波的相位角或相位，表示了正弦量的变化进程。 ： t = 0 时的相位，称为初相位或初相角。
i
wt
图中 0
说明： 给出了观察正弦波的起点或参考点，
常用于描述多个正弦波相互间的关系。
两个同频率正弦量间的相位差( 初相差)
课程：电工电子
任务1：假如你毕业后是一名企业的电工， 而且你是师傅，单位安排你带一名徒弟， 需要你教他单相交流电的知识。你将如何 进行？
任务2：假如你毕业后是一名企业的电工， 该企业承担了我校新校区教室电路的联接， 正好这个工作由你负责，你将如何进行接线？
教学目标：
1、理解直流电和交流电的区别 2、掌握单相交流电的基本概念和三要素 3、培养学生独立思考和创新的能力
相同条件下，直流电与交流
–Um
u= um sin(wt φ 0)
电对电阻加热产生的热量相等时，将 这个直流电的数值，称为交流电的有 效值。
I
=
Im 2
= 0.707Im
用大写字母表示。如 I 、 U 、
E Um = 220 2 = 311V
U
=
Um 2
=
0.707Um
交流仪表测得的数字、电气设备铭牌上的额定值都指有效值。
3、我国生活照明用电的电压是_2_2_0_V_，最大值为_3_1_1_V
频率f=__50_H_Z__，周期T=__0._0_2_s _，角频率ω=__31_4_r_a_d_/。s
4、人们常说的交流电压220V、380V，指的是交流电压的有__效___值
5、画出正弦交流电的波形图，并在图上标出下 列各交流电的相关量：T、f、U、Um 、u
1. 正弦交流电的周期、频率和角频率
周期T：正弦量完整变化一周所需i要的时间。单位秒
2 w t
O
t
T
频率f：每秒内周期性变化的次数。单位赫兹（Hz）
共50次
也就是说发 1S 电机每秒钟
转50转
小常识
* 电网频率： 中国 50 Hz 美国 、日本 60 Hz
* 有线通讯频率：300 - 5000 Hz
* 无线通讯频率： 30 kHz - 3×104 MHz
周期与频率的关系：
T
=
1
f
1S
0.02s T
共50次(f )
角频率ω： 单位时间内变化的弧度数。(相当于角速度）
N wt
2π
× 每秒50周
f
＝31ω4弧度/秒
角频率与周期及频率的关系：
A
X
w = 2 f = 2
S［例 1］我国和大多数国家的电T力标准频率是 50 Hz，
特斯拉定理 哥伦布蛋
交流电路概述
在生产和生活中使用的电能，几乎都是交流电能，即使是电 解、电镀、电讯等行业需要直流供电，大多数也是将交流电能 通过整流装置变成直流电能。在日常生产和生活中所用的交流 电，一般都是指正弦交流电。
因为交流电能够方便地用变压器改变电压，用高压输电，可 将电能输送很远，而且损耗小；交流电机比直流电机构造简单 ，造价便宜，运行可靠。所以，现在发电厂所发的都是交流电 ，工农业生产和日常生活中广泛应用的也是交流电。