正弦交流电相位初相位相位差教案

教案（31 ）

【导入新课】

[1]直流电的定义及表示

[2]电磁感应现象

通过回顾电能的应用引入交流电及本节课题--正弦交流电的产生

【教学过程】

5.1.4正弦交流电的相位、初相位、相位差

一、相位和相位差

[1．]相位定义：任意一个正弦量y = 的中的称为相位。

[2．]初相位：相位中的，称为初相位，可反映正弦交流电的初始(t=0)的值。[3．]相位差：两个同频率正弦量的相位之差(与时间t无关)。可证明：两个同频率正弦量的相位之差等于初相位之差。

设第一个正弦量的初相为，第二个正弦量的初相为，则这两个正弦

量的相位差为 =

并规定或

[4．]两个正弦量的相位关系的讨论： (1) 当 > 0时，称第一个正弦量比第二个正弦量的相位越前(或超前) ；

(2) 当 < 0时，称第一个正弦量比第二个正弦量的相位滞后(或落

后)| ；

(3) 当 = 0时，称第一个正弦量与第二个正弦量同相，投影图7-1(a)所示；

(4) 当 = 或时，称第一个正弦量与第二个正弦量反相，投影图7-1(b)所示；

(5) 当 2-12

或时，称第一个正弦量与第二个正弦量正交。

二、应用举例：

[1]已知u = 311sin(314t V，I = 5sin(314t A，则u与i的相位差为：

= =

即u比i滞后，或i比u超前。

[2]正弦交流电流 i = A，如果交流电流i通过R = 10 的电阻时，电流的最大值、有效值、角频率、频率、周期及初相并求电功率P 解：最大值Im = 2 A 有效值

I = 2 0.707 = 1.414 A， = rad/s f = 50hz T =1/f=0.02s

在一秒时间内电阻消耗的电能(又叫做平均功率)为P = I2

R = 20 W，五、总结：

本节介绍了正弦交流电的定义特点及三要素，结合正弦表达式搞清各要素间关系及物理意义，并学会相关计算；正确理解相位差的含义及两正弦交流电间相位关系。

三、正弦交流电的三要素

振幅、角频率、初相这三个参数叫做正弦交流电的三要素。任何正弦量都具备三要素。 1、周期与频率、角频率

[1．]周期

定义：正弦交流电完成一次循环变化所用的时间叫做周期。表示：用字母T 表示，单位为秒(s)。

显然正弦交流电流或电压相邻的两个最大值(或相邻的两个最小值)之间的时

间间隔即为周期。

[2．]频率

定义:周期性信号一秒钟内变化的次数,称为频率. 表示: 符号f表示,单位赫兹、千赫兹、兆赫兹

与周期关系：频率表示正弦交流电流在单位时间内作周期性循环变化的次数，同周期一样表征交流电交替变化的速率(快慢)。由定义显然频率与周期是的倒数关系，即T

[3]角频率：

定义：一秒钟变化的角度，单位rad/s 周期与角频率间关系：

即由交流电表达式中角频率可求出周期。举例照明电路中正弦交流电周期

T=0.02S

同样角频率与频率之间的关系为： = 2πf

2、有效值

[1．]有效值由来：在电工技术中，有时并不需要知道交流电的瞬时值，而规定一个能够表征其大小的特定值——有效值，其依据是交流电流和直流电流通过电阻时，电阻都要消耗电能(热效应)。

设正弦交流电流i(t)在一个周期T时间内，使一电阻R消耗的电能为QR，另有一相应的直流电流I在时间T内也使该电阻R消耗相同的电能，

即QR = I2

RT。

就平均对电阻作功的能力来说，这两个电流(i与I)是等效的，则该直流电流I 的数值可以表示交流电流i(t)的大小，于是把这一特定的数值I称为交流电流

的有效值。

[2]有效值定义：

相同时间内让一直流电和交流电通过同一段电阻，若产生的热量相同，则把该直流电大小称为该交流电的有效值。

【总结与扩展】研究磁对电流的影响，与电流的关系，并加深左手定则的使用。

【作业与练习】P100-1.2.3

【板书设计】：

【补充资料】

烧炭人与漂布人

烧炭人在一所房子里经营，看见有一个漂布人搬迁到他的旁边来住时，满怀高兴地走上去劝他与自己同住，并解释说这样彼此更亲密，更方便，还更省钱。漂布人却回答说：“也许你说的是真话，但完全不可能办到，因为凡我所漂白的，都将被你弄黑。”

这故事说明，不同类的人难相处。

【课后记】