RLC串联电路教案

《RLC串联交流电路》教案一、教学目的1、理解并掌握RLC串联交流电路中电压与电流的数值、相位关系2、理解电压三角形和阻抗三角形的组成3、熟练运用相量图计算RLC串联电路中的电流和电压二、教学重点1、掌握RLC串联电路的相量图2、理解并掌握RLC串联电路端电压与电流的大小关系三、教学难点1、RLC串联电路电压与电流的大小和相位关系四、教学课时五、教学过程（一）复习旧课，引入新课：1、复习单一参数交流电路2、引出问题正弦交流电路一定是单一参数特性吗？分析：1、实际电路往往由多种元件构成，不同元件性质不同。例如，荧光灯电路2、交流电路中的实际元件往往有多重性质，如电感线圈存在一定的电阻，匝与匝之间还有电容效应因此，单一参数交流电路知识一种理想情况，具有多元件、多参数的电路模型更接近于实际应用的电路。3、新的学习任务研究多元件、多参数的交流电路（二）新课讲授图1RLC串联交流电路1、电压与电流的关系以电流作为参考，设表达式为则由基尔霍夫第二定律可知，CLRuuuu)90sin()90sin(sintXItXItRIuCmLmm同频率正弦量的和仍为同频率的正弦量，因此电路总电压u也是频率为的正弦量。＋uＲ－＋uＬ－＋uＣ－RＬＣＢＡ＋－uii正弦量可以用矢量表示，则(1)式为：CLRUUUUZIIjXRIXXjRUCL)()(这是RLC串联电路中总电压和总电流的关系，形式和欧姆定律类似，所以也称相量形式的欧姆定律。RLC串联电路中总电压和总电流的数值关系：22)(CLRUUUU22)(CLXXRIZIRLC串联电路中电压电流的相位关系RXXUUUCLRCLarctanarctan上述分析过程，我们用矢量表示正弦量，根据复数运算的相关知识进行分析得出了结论。由于相量图可以更直观地描述正弦交流电中的数值和相位关系，我们来尝试画出。图2RLC串联电路的相量图(C)ＸＬ＞ＸＣＸＬ＜ＸＣＸＬ＝ＸＣ电压三角形22)(CLRUUUU22)(CLXXRIRCLUUUarctan电压三角形各条边同除以电流有效值I，可得到一个阻抗三角形：阻抗三角形2222)(XRIXXRIZCLRXXCLarctan2、RLC串联电路的性质a、XLXC，则ULUC,电压比电流超前Φ，电路呈电感性，称电感性电路。b、XLXC,则ULUC,电压比电流滞后Φ，电路呈电容性，称电容性电路。c、XL=XC,则UL=UC,电压和电流同相，电路呈电阻性，称电阻性电路。3、课堂练习例1在图1所示RLC串联电路中，已知Vtu)60314sin(2220，FCmHLR40,12730，。求：（1）电路中的总电流i（2）各元件两端的电压CLRuuu、、4、课堂小结到现在为止，我们通过层层的分析，探索出了RLC交流电路分析计算方法，明确了RLC串联电路中总电压、总电流之间的关系，会通过电抗来判断电路的性质。在这个过程中，我们灵活运用了正弦交流电的三种表示方法瞬时值表达式、矢量、相量图，扬长避短，避免复杂的计算，能较直观地得出结论。这启发我们，在进行研究和学习的时候，要注意根据研究对象的特点，合理地选取恰当的方法和工具。善于思考的同学可能会发现新的问题：如果RLC三种元件不是串联而是并联，电路中的电压电流关系和电路性质又如何？下次课我们一起来讨论这个问题，请同学们课下做好预习。5、作业布置：课后习题