电工实训教案7

课时授课计划专业:机电班级:11级中专富士康班教师:杨细莲教学内容项目四单项正弦交流电任务1正弦交流电的基本物理量教学方式课堂教学时数2知识目标1、掌握正弦量的三要素。2、掌握正弦量的相位关系。教学重点与难点重点：正弦量的三要素、相位关系难点：初相教学内容导言:生活、生产中，大量使用的电能都是正弦交流电，了解交流电就很有必要的。一、复习与提问1、电感、电容元件的检测。2、电感和电容电路电压和电流的关系。二、正弦交流电的特点大小和方向随时间按正弦规律变化的电流称为正弦交变电流，简称交流（ac或AC）。我们日常正弦交流电具有以下特点：1、交流电压易于改变。在电力系统中，应用变压器可以方便地改变电压，高压输电可以减少线路上的损耗；降低电压以满足不同用电设备的电压等级。2、交流发电机比直流发电机结构简单。三、正弦量的三要素区别不同的正弦量需要从它们变化的快慢、变化的先后和变化的幅度三方面考虑。1、变化的快慢----用周期、频率或角频率描述。(1)周期：T，秒。(2)频率：，Hz。。(3)角频率：*周期越短、频率（角频率）越高，交流电变化越快。*工频，，2、变化的先后----用初相角描述(1)相位角：(2)初相角：t=0时正弦量的相位角称作初相角。*的大小和正负与计时起点有关。*规定*当正弦量的初始值为正时，角为正；初始值为负时，角为负。*如果正弦量零点在纵轴的左侧时，角为正；在纵轴右侧时，角为负。3、变化的幅度----用最大值来描述（1）瞬时值：用小写字母表示，如e、u、i。（2）最大值：也称振幅或峰值，通常用大写字母加下标m表示，如。一个正弦量与时间的函数关系可用它的频率、初相位和振幅三个量表示，这三个量就叫正弦量的三要素。对一个正弦交流电量来说，可以由这三个要素来唯一确定：四、相位差与相位关系1．相位差——两个正弦交流电在任何瞬时相位角之差称相位差。*两个同频正弦量的相位差等于它们的初相之差。*规定。2．相位关系①超前、滞后关系；②同相关系（；③反相关系；④正交关系小结：1、正弦交流电的定义与特点。2、正弦交流电三要素、相位差和相位关系。作业：1、正弦交流电的三个基本要素是？2、我国工业及生活中使用的交流电频率与周期为多少？3、已知正弦交流电压，它的最大值、频率为、周期、角频率、初相位、。4、已知两个正弦交流电流：则的相位差。课时授课计划专业:机电班级:11级中专富士康班教师:杨细莲教学内容任务2交流电的表示方法教学方式课堂教学时数2知识目标1.掌握复数的基本知识。2．掌握正弦量的相量表示法。教学重点与难点重点：正弦量的相量表示法。难点：相量图教学内容导言:一个正弦量可以用三角函数式表示，也可以用正弦曲线表示。但是用这两种方法进行正弦量的计算是很繁琐的，有必要研究如何简化。由于在正弦交流电路中,所有的电压、电流都是同频率的正弦量，所以要确定这些正弦量，只要确定它们的有效值和初相就可以了。相量法就是用复数来表示正弦量。使正弦交流电路的稳态分析与计算转化为复数运算的一种方法。一、复习与提问1、正弦交流电的特点。2、正弦交流电的三要素。二、复数概述1．复数：形如的式子称为复数，为复数的实部，为复数的虚部，、均为实数，为虚数单位。2．复数的图示法式中为复数A的模，为复数A的辐角。3．复数的表示形式及其相互转换其中代数式常用于复数的加减运算，极坐标式常用于复数的乘除运算。4．复数的运算法则①相等条件：实部和虚部分别相等（或模和辐角分别相等）。②加减运算：实部和实部相加（减），虚部和虚部相加（减）。③乘法运算：模和模相乘，辐角和辐角相加。④除法运算：模和模相除，辐角和辐角相减。5．共轭复数----实部相等、虚部互为相反数（或模相等、辐角互为相反数）四、相量表示法1．正弦量与复数的关系=sin(ψ)=[]=[]正弦电压等于复数函数的虚部，该复数函数包含了正弦量的三要素。2．相量----分有效值相量和最大值相量①有效值相量：=/ψ②最大值相量：=/ψ3．相量图在复平面上用一条有向线段表示相量。相量的长度是正弦量的有效值I，相量与正实轴的夹角是正弦量的初相。这种表示相量的图称为相量图。例1、。写出表示1和2的相量，画相量图。解：1=100/60°V2=50/-60°V相量图见下图例2、已知1=100sinA，2=100sin(-120°)A，试用相量法求1+2，画相量图。解：1=100/0°A2=100/-120°A1+2=100/0°+100/-120°=100/-60°A1+2=100sin(-60°)A小结：描述事物可以用文字，也可以用数学表达式，还可以用图像。为表示清楚交流电的特征和变化规律，常用数学表达式、波形图和相量图来描述交流电。作业：P107（1）（2）（3）课时授课计划专业:机电班级:11级中专富士康班教师:杨细莲教学内容任务3纯电阻、纯电感、纯电容电路教学方式课堂教学时数2知识目标1.掌握电阻、电感、电容的电压与电流关系。2．理解感抗、容抗的概念。教学重点与难点R、L、C元件电压电流相量式。教学内容导言:交流电路中常用的元件有电阻、电容和电感，了解他们的电路特点和性质才能很好的应用这些元件。一、复习与提问1、如何用矢量图描述交流电。2、如何用示波器测量交流电压值？二、电阻元件的电压与电流设，则有：，可得：当和都用相量表示时，有结论：①纯电阻的电压与电流的瞬时值、有效值、最大值和相量均符合欧姆定律，即②纯电阻的电压与电流同相。三、电感元件的电压与电流设可得：则由可知：结论：①电感两端的电压与电流的有效值和最大值符合欧姆定律形式，即*式中为感抗，与电阻R性质类似，单位也为Ω。但感抗与频率成正比，当（直流）时，，说明电感元件在直流电路中相当于短路；而当时，，说明电感元件在高频线路中相当于开路；也就是说，电感线圈具有“通低频、阻高频”的特性。②电感两端的电压超前电流90°（关联时）。③电感电压与电流相量符合：四、电容元件的电压与电流设，则可得：由可知或结论：①电容两端的电压与电流的有效值和最大值符合欧姆定律形式，即*式中称为容抗，单位是Ω，与感抗相似，但容抗与角频率成反比。当时，，说明电容元件在直流电路中相当于开路；而当时，说明电容元件在高频线路中相当于短路；也就是说，电容具有“隔直通交”作用。②电容两端的电压在相位上滞后电流90°（关联时）。③电容电压与电流相量符合：。五、例题讲解例1、流过50Ω电阻的电流相量，求电阻两端的电压相量及瞬时值表达式。解：例2、加在电感元件两端的电压，电感量，电压、电流取关联参考方向，求电流。解：六、电阻元件（1）定义：阻碍导体中自由电子运动的物理量，表征消耗电能转换成其它形式能量的物理特征。（2）电阻单位：欧姆（W），1MΩ＝103KW=106Ω。（3）电阻的分类：根据其特性曲线分为线形电阻和非线形电阻。①线性电阻的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线。R=常数；②非线性电阻的伏安特性曲线是一条曲线。（4）电阻定律：对于均匀截面的金属导体，它的电阻与导体的长度成正比，与截面积成反比，还与材料的导电能力有关。为电阻率，为电导率。（5）电导：表示元件的导电能力，是电阻的倒数，用G表示，单位为西门子（S）。（6）电阻与温度的关系：①PTC电阻材料：正温度系数较大，具有非常明显的冷导体特性，可用来制作小功率恒温发热器。②NTC电阻材料：负温度系数较大，具有非常明显的热导体特性，可用来制作热敏电阻。3.功率：P＝UI＝RI2=U2/R＞０∴R是耗散能量元件P＝UI＝RI2=U2/R０∴R是发出能量元件有功功率：p（瓦特）无功功率：Q（乏）视在功率：S(伏特.安培)小结：电容、电感和电阻电路的规律作业：P124（1）（2）（4）课时授课计划专业:机电班级:11级中专富士康班教师:杨细莲教学内容任务4常用电光源的认识与荧光灯的安装教学方式课堂教学时数2知识目标1、掌握串联电路中总电压与各分电压的关系。2、掌握并联电路中总电流与分电流的关系。教学重点与难点教学内容导言:通用电学实验台，万用表的介绍，练习使用万用表。与常用电光源的认识与荧光灯的安装一、复习与提问1、什么是交流电？2、什么是正弦交流电？3、正弦交流电的三要素是什么？二、实验内容常用电光源的认识与荧光灯的安装三、实验步骤1、白炽灯和白炽灯的串联电路。〈1〉、按实验图2-1连接电路。〈2〉、接通电源并将电压调至220V。〈3〉、将电流表读数填入表2-1中。表2-1U/VU1/VU2/VI/mA〈4〉、用万用电表交流电压挡分别测量两只灯泡两端的电压，并将数据填入2-1表中。2、白炽灯和镇流器的串联电路。〈1〉、按实验图2-2连接电路。图2-2图2-3〈2〉、接通电源并将电压调至220V。〈3〉、将电流表读数填入表2-2中。〈4〉、用万用交流电压挡分别测量灯泡和镇流器两端的电压，并将数据填入表2-2中。表2-2U/VUR/VUL/VI/mA3、白炽灯，镇流器和电容器的串联电路。〈1〉、按实验图2-3连接电路。〈2〉、接通电源并将电压调至220V。〈3〉、将电流表读数填入表2-3中。〈4〉、用万用电表交流电压档分别测量电灯泡，镇流器，和电容两端的电压，并将数据填入下表中。U/VUR/VUC/VI/mA4、白炽灯和电容器的并联电路。〈1〉、按实验图2-4连接电路。〈2〉、接通电源的并将电压调至220V。〈3〉、将三只电流表的读数分别填入下表中。U/VI/mAIR/mAIC/mA四、注意事项1、强电实验室注意人和设备安全。2、注意仪表的正常操作。3、注意电源的选择。小结：1、大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫交变电流，简称交流电。将矩形线圈置于匀强磁场中匀速转动，即可产生按正弦规律变化的交流电，叫做正弦交流电，电是一种最简单而又最基本的交流电。2、描述交流电的物理量有瞬时值、最大值、有效值、周期角频率、相位和初相等。其中有效值，角频率，初相角称为正弦交流电的三要素。3、正弦交流电的表示法有：解析式，波形图和相量图。作业：1、两白炽灯串联的电路中，两灯泡的电压之和等于电路的总电压吗？为什么？2、白炽灯，镇流器串联的电路中，UR+RL等于电路的总电压吗？为什么？它们应该符合什么关系？作出它们的相量图。3、白炽灯，镇流器和电容器串联在电路中，UR+RL+RC，等于电路的总电压吗？为什么？它们应该符合什么关系？作出它们的相量图。课时授课计划专业:机电班级:11级中专富士康班教师:杨细莲教学内容任务5照明电路教学方式课堂教学时数2知识目标1、熟悉日光灯的电路接线。2、验证提高感性电路功率因数的方法。教学重点与难点提高感性电路功率因数的方法教学内容导言:一、复习与提问日光灯电路属于线电阻电路还是感性电路？二、实验内容日关灯的连接三、实验仪器万用表、导线、电源、开关、日光灯、电工工具等四、实验步骤1、按实验图7-1连接电路（电容先不并入）。2、合上开关S2，观察A，A1，A2电流表的变化，将电流表的读数记入表7-1中。3、用万用表的交流电压档，分别测出灯管两端，镇流器两端电压，并将读数记入表7-1中。表7-1电源电压电路电容情况U灯/VU镇/VI/AI1/AI2/A无有五、注意事项1、强电实验注意人和设备安全。2、注意仪表的正常操作。小结：日光灯是靠气体导电发光的，由于交流电压不断变化，气体间歇导电，即以发出的光是闪烁的。作业：1、提高感性电路功率因数的方法是什么？2、当并联电容后，总电流如何变化（增大还是减小）？为什么？