《电工技术基础与应用》教案 第5课 认识典型正弦交流电路.docxVIP

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课题

第5课认识典型正弦交流电路

课时

2课时（90min）

教学目标

知识目标：

掌握单一参数正弦交流电路和RLC串联/并联电路的分析方法

技能目标

能够使用示波器测量RLC的阻抗特性

素质目标：

养成精益求精、追求卓越的工作作风

教学重难点

教学重点：单一参数正弦交流电路、RLC串联/并联电路

教学难点：测量RLC的阻抗频率特性

教学方法

问答法、讨论法、讲授法、实践法

教学用具

电脑、投影仪、多媒体课件、教材

教学设计

课前任务→考勤（2min）→任务引入（5min）→传授新知（43min）→任务实施（35min）→课堂小结（3min）→作业布置（2min）

教学过程

主要教学内容及步骤

设计意图

课前任务

【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过APP或其他学习软件，完成课前任务

请大家查阅交流电路的相关资料，了解RLC的阻抗频率特性，提前学习“任务工单——测量RLC的阻抗频率特性”中知识准备部分的内容。

【学生】完成课前任务

通过课前任务，让学生了解本次课的主要内容，增加学生的学习兴趣

考勤

（2min）

【教师】使用APP进行签到

【学生】班干部报请假人员及原因

培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况

任务引入

（5min）

【教师】讲述“任务引入”中的相关内容，引出典型正弦交流电路

正弦交流电是最简单的交流电，它有不同于直流电的特点和特殊的表征方法，在日常生活中的应用十分广泛。我国的家庭用电普遍采用220V、50Hz的单相正弦交流电。

请举例说明以此作为电源的家用电器有哪些，并分析这些家用电器在正弦交流电路中的阻抗频率特性。

【学生】聆听、思考、回答问题

通过问题导入的方法，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣

传授新知

（43min）

【教师】通过学生的回答引入要讲的知识，讲解典型的正弦交流电路

一、单一参数正弦交流电路

1．纯电阻电路

?【教师】展示“图2-11纯电阻电路”的图片（详见教材），讲解纯电阻电路的基本概念

纯电阻电路是最简单的单相正弦交流电路。常见的白炽灯、电炉、电烙铁等，都属于电阻性负载，它们与交流电源连接，从而组成纯电阻电路。

在纯电阻电路中，电压与电流的关系可以用瞬时值、波形图和相量表示。

1）瞬时值表示

在纯电阻电路中，电阻与电压、电流瞬时值之间的关系符合欧姆定律。设图2-11中电阻两端的电压为

则

比较电压和电流的关系式可知，电阻两端电压u和电流i的频率相同，电阻与电压、电流的最大值（或有效值）之间的关系也符合欧姆定律，而且电压与电流同相（相位差）。它们的最大值（或有效值）满足

或（2-7）

2）波形图表示

?【教师】展示“图2-12纯电阻电路中电压与电流的波形”的图片（详见教材），讲解纯电阻电路电压与电流的波形

纯电阻电路中电压与电流的波形如图2-12所示。

3）相量表示

在纯电阻电路中，电压与电流的关系可用相量表示为

（2-8）

?【教师】展示“图2-13纯电阻电路中电压与电流的相量”的图片（详见教材），帮助学生更加直观的理解相关知识

?【课堂训练】展示“图2-11”的图片（详见教材），组织学生利用本节课所学知识完成书上例题，并详细讲解

【例2-2】在如图2-11所示的电路中，设，，试求电流i的相量表达式和瞬时值表达式？

解：由可知，电压u的相量表达式为

电流i的相量表达式为

电流i的瞬时值表达式为

?【经验传承】教师补充知识点

对于纯电阻电路，若，则正弦交流电压可表示为

2．纯电感电路

?【教师】展示“图2-14纯电感电路”的图片（详见教材），讲解纯电感电路

变压器和电机的绕组、日光灯的镇流器等都是电感线圈，当它们的电阻非常小，可以忽略不计时，就可以认为它们是纯电感。纯电感与交流电源连接，从而组成纯电感电路。

在纯电感电路中，电压与电流的关系也可以用瞬时值、波形图和相量表示。

1）瞬时值表示

设图2-14中的正弦交流电流为

当电压、电流为关联参考方向时，电感两端的电压为

比较电压和电流的关系式可知，电感两端的电压u和电流i是同频率的正弦量，电压的相位超前电流90°。电压与电流在数值上满足

或（2-9）

2）波形图表示

?【教师】展示“图2-15纯电感电路中电压与电流的波形”的图片（详见教材），讲解纯电感电路电压与电流的波形

电感对交流电流起阻碍作用的能力称为感抗（正值电抗），用表示，单位为欧（Ω），其表达式为

（2-10）

当时，，表明电感线圈对直流电流相当于短路。因此，电感线圈具有“通直流阻交流、通低频阻高频”的作用。