《電工電子技術與技能》（新國規(guī)）杜德昌PPT課件及教案
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第三章 交流電路第二節(jié) 單一元件的單相正弦交流電路單一元件的單相正弦交流電路 第二節(jié)第二節(jié) 單一元件的單相正弦交流電路單一元件的單相正弦交流電路 u理解單一元件（純電阻、純電感、純電容）在交流電路中，元件兩端電壓與流過元件的電流關系特點，理解它們對直流電與交流電的不同阻礙作用。u理解電路瞬時功率、有功功率、無功功率的概念及表示方法。會分析由R、L、C構成的簡單電路?！窘虒W目標教學目標】應知：應會：第二節(jié)第二節(jié) 單一元件的單相正弦交流電路單一元件的單相正弦交流電路【教學重點教學重點】(1)R、L、C在交流電路中元件兩端電壓與流過元件 的電流關系特點；(2)R、L、C對直流電與交流電的不同阻礙作用；(3)電路瞬時功率、有功功率、無功功率的概念及 表示方法?！窘虒W難點教學難點】分析純電阻、純電感、純電容對交流電不同的阻礙作用。一、純電阻電路一、純電阻電路 在交流電路中，只含有電阻，而沒有電感和電容的電路叫純電阻電路，如圖所示。在日常生活中使用的白熾燈、電烙鐵和電爐等電器組成的電路均可以看作純電阻電路。1 1電路結構電路結構 一、純電阻電路一、純電阻電路做中教：純電阻電路實驗純電阻電路實驗實驗一實驗一分組試驗分組試驗總結總結實驗二實驗二2 2電流與電壓關系電流與電壓關系 一、純電阻電路一、純電阻電路學生分組試驗學生分組試驗實驗一：實驗一：燈與電阻串聯(lián)，當雙刀雙擲開關分別接通直流電源和交 流電源（直流電壓和交流電壓的有效值相等）觀察燈的 亮度情況，思考電阻對直流電、交流電的阻礙作用。實驗二：實驗二：（1）輸入端用低頻信號發(fā)生器加0.5Hz正弦交流電，觀觀 察電壓表、電流表指針擺動情況。察電壓表、電流表指針擺動情況。（2）將輸入正弦交流電信號頻率變?yōu)?0 Hz，記錄電壓記錄電壓 表與電流表讀數(shù)，總結純電阻兩端電壓與流過電流表與電流表讀數(shù)，總結純電阻兩端電壓與流過電流 之間的關系。之間的關系。一、純電阻電路一、純電阻電路總總 結結實驗一：實驗一：燈的亮度相同，表明電阻對直流電和交流電的阻礙作用相同。實驗二：實驗二：（1）當輸入端加低頻交流電時，可以觀察電壓表與電流表 指針擺動步調(diào)一致，表明電阻兩端電壓和流過電阻的電 流是同相的。（2）電壓表讀數(shù)（交流電壓有效值）與電流表讀數(shù)（交流 電流有效值）及電阻值之間符合歐姆定律關系。一、純電阻電路一、純電阻電路（1）數(shù)值關系）數(shù)值關系 設電阻兩端的電壓為則：交流電路中，電阻端交流電路中，電阻端電壓和流過它的電流電壓和流過它的電流符合歐姆定律符合歐姆定律 一、純電阻電路一、純電阻電路（2）相位關系）相位關系 電阻電壓與電流的相位關系 一、純電阻電路一、純電阻電路3 3電路的功率電路的功率（1）瞬時功率（2）有功功率 一、純電阻電路一、純電阻電路已知某白熾燈工作時的電阻為484，若在其兩端加上電壓,試求該白熾燈正常工作時的有功功率。解:白熾燈的有功功率為【例題例題3-2】二、純電感電路二、純電感電路1 1電路結構電路結構 在交流電路中，如果用電感線圈作負載，且這些線圈的內(nèi)阻忽略不計，那么這個電路稱為純電感電路如圖所示。二、純電感電路二、純電感電路做中教：純電感電路實驗純電感電路實驗實驗一實驗一分組試驗分組試驗總結總結實驗二實驗二2 2電流與電壓關系電流與電壓關系 成正比。二、純電感電路二、純電感電路學生分組試驗學生分組試驗實驗一：實驗一：燈與電感串聯(lián)，當雙刀雙擲開關分別接通直流電源和交 流電源（直流電壓和交流電壓的有效值相等）觀察燈的 亮度情況，思考電感對直流電、交流電的阻礙作用。實驗二：實驗二：（1）輸入端用低頻信號發(fā)生器加0.5Hz正弦交流電，觀觀 察電壓表、電流表指針擺動情況。察電壓表、電流表指針擺動情況。（2）將輸入正弦交流電信號頻率變?yōu)?0 Hz，記錄電壓記錄電壓 表與電流表讀數(shù)，總結純電感兩端電壓與流過電流表與電流表讀數(shù)，總結純電感兩端電壓與流過電流 之間的關系。之間的關系。二、純電感電路二、純電感電路總總 結結實驗一：實驗一：接通交流電源時燈的亮度明顯變暗，表明電感對直流電 和交流電的阻礙作用不同相，對于直流電，起阻礙作用 的只是線圈的電阻；對于交流電，除了線圈的電阻外，電感也起阻礙作用。實驗二：實驗二：（1）當輸入端加低頻交流電時，可以觀察電壓表與電流表指針擺動步調(diào)不一致，表明電感兩端電壓和流過電容的電流是不同相的。（2）電壓表讀數(shù)（交流電壓有效值）與電流表讀數(shù)（交流電流有效值）成正比。二、純電感電路二、純電感電路（1 1）感抗）感抗 對于交流電，頻率越高，則XL越大；頻率越低，則XL越小。對直流電，由于f=0，則XL=0，電感相當于短路。因此，電感線圈有“通直流、阻交流，通低頻、阻高頻”的特性。二、純電感電路二、純電感電路（2）電流與電壓數(shù)值關系）電流與電壓數(shù)值關系 交流電路中，純電感端交流電路中，純電感端電壓和流過它的電流有效值、電壓和流過它的電流有效值、最大值之間符合歐姆定律最大值之間符合歐姆定律，但瞬時值之間不符合歐姆定律但瞬時值之間不符合歐姆定律 二、純電感電路二、純電感電路（3）相位關系）相位關系 設電感線圈中通過的電流為 則：純電感電路中電壓與電流的相位關系 二、純電感電路二、純電感電路3 3電路的功率電路的功率（1）瞬時功率 （2）有功功率 P=0（3）無功功率 無功功率反映了電感元件無功功率反映了電感元件與電源之間進行的能量交與電源之間進行的能量交換的規(guī)模換的規(guī)模 二、純電感電路二、純電感電路解:若把電感為10mH的線圈接到電源試求：（1）線圈中電流的有效值；（2）寫出電流瞬時 值表達式；（3）無功功率。（1）線圈中電流的有效值為（2）在純電感電路中，電壓超前電流所以電流瞬時值表達式為（3）無功功率為32100 var3200 var【例題例題3-3】三、純電容電路三、純電容電路 在交流電路中，如果只用電容器做負載，且可以忽略介質(zhì)的損耗時，那么這個電路就叫做純電容電路。1 1電路結構電路結構 三、純電容電路三、純電容電路做中教：純電容實驗電路實驗一實驗一實驗二實驗二分組試驗分組試驗總結總結2 2電流與電壓關系電流與電壓關系 三、純電容電路三、純電容電路學生分組試驗學生分組試驗實驗一：實驗一：燈與電容串聯(lián)，當雙刀雙擲開關分別接通直流電源和交 流電源（直流電壓和交流電壓的有效值相等）觀察燈的 亮度情況，思考電容對直流電、交流電的阻礙作用。實驗二：實驗二：（1）輸入端用低頻信號發(fā)生器加0.5Hz正弦交流電，觀觀 察電壓表、電流表指針擺動情況。察電壓表、電流表指針擺動情況。（2）將輸入正弦交流電信號頻率變?yōu)?0 Hz，記錄電壓記錄電壓 表與電流表讀數(shù)，總結純電阻兩端電壓與流過電流表與電流表讀數(shù)，總結純電阻兩端電壓與流過電流 之間的關系。之間的關系。三、純電容電路三、純電容電路總總 結結實驗一：實驗一：接通直流電源時燈亮一下隨即熄滅，電容有隔直流作 用，接交流電源時燈正常發(fā)光，說明交流電能通過電 容器。實驗二：實驗二：（1）當輸入端加低頻交流電時，可以觀察電壓表與電流表指針擺動步調(diào)不一致，表明電容兩端電壓和流過電容的電流是不同相的。（2）電壓表讀數(shù)（交流電壓有效值）與電流表讀數(shù)（交流電流有效值）成正比。三、純電容電路三、純電容電路（1 1）容抗）容抗 對于交流電，頻率越高，對于交流電，頻率越高，XC就越??；就越??；反之，頻率越低，反之，頻率越低，XC就越大。就越大。對于直流電來說，由于對于直流電來說，由于f=0，XC=，可視為斷路。，可視為斷路。因此，因此，電容器有電容器有“通交流、隔直流，通高頻、阻低頻通交流、隔直流，通高頻、阻低頻”的特性。的特性。三、純電容電路三、純電容電路（2）電流與電壓數(shù)值關系）電流與電壓數(shù)值關系 交流電路中，純電容端交流電路中，純電容端電壓和流過它的電流有效值、電壓和流過它的電流有效值、最大值之間符合歐姆定律最大值之間符合歐姆定律，但瞬時值之間不符合歐姆定律但瞬時值之間不符合歐姆定律 三、純電容電路三、純電容電路（3）相位關系）相位關系 設電容端電壓為 則：純電容電路中電壓與電流的相位關系 三、純電容電路三、純電容電路3 3電路的功率電路的功率（1）瞬時功率 （2）有功功率 P=0（3）無功功率 無功功率衡量電容器和電源之間交換能量規(guī)模 三、純電容電路三、純電容電路解:若把一個電容為C=40F的電容器接到的電源上，試求：（1）電容的容抗；（2）寫出電流瞬時值表達式；（3）畫出電流和電壓相量圖；（4）電路的無功功率。（1）電容器的容抗為（2）電流的有效值為2.75A電流的瞬時值表達式為（4）電路的無功功率為2202.75 var605 var【例題例題3-4】【課堂練習課堂練習】第二節(jié)第二節(jié) 單一元件的單相正弦交流電路單一元件的單相正弦交流電路把一個220V、60W的白熾燈接到交流電壓的電源上，求：（1）通過燈的電流和燈泡的電阻；（2）將這個燈加在110 V的交流電源上，它消耗的功率 是多少？【課堂小結課堂小結】純電阻電路電阻兩端電壓與流過電流同相；純電感電路電感兩端電壓超前電流90；純電容電路電容兩端電壓滯后電流90。第二節(jié)第二節(jié) 單一元件的單相正弦交流電路單一元件的單相正弦交流電路【課后作業(yè)課后作業(yè)】第二節(jié)第二節(jié) 單一元件的單相正弦交流電路單一元件的單相正弦交流電路
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