純電阻電感電容電路

1、課題42 純電阻電路課型新課授課班級授課時(shí)數(shù)11掌握純電阻電路中電流與電壓的數(shù)量關(guān)系及相位關(guān)系；教學(xué)目標(biāo)2理解純電阻電路的功率；3會(huì)分析純電阻電路的電流與電壓的關(guān)系；4會(huì)分析計(jì)算純電阻電路的相關(guān)物理量。1純電阻電路的電壓、電流的大小和相位關(guān)系。教學(xué)重點(diǎn)2純電阻電路瞬時(shí)功率、有功功率、 無功功率的計(jì)算。純電阻電路瞬時(shí)功率、有功功率、無功功率的計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn)1. 提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考電方面知識，引起興趣。2. 結(jié)合前面學(xué)過的知識，讓學(xué)生自主探究，讓他們由“機(jī)械接受”向“主動(dòng)探究”發(fā)展，從而落實(shí)了新課程教學(xué)后記理念：突出以學(xué)生為主體，讓學(xué)生在活動(dòng)中發(fā)展。3. 總結(jié)結(jié)論，引導(dǎo)學(xué)生自己得出結(jié)論，養(yǎng)成良

2、好的自主學(xué)習(xí)能力?！緩?fù)習(xí)提問】1、正弦交流電的三要素是什么？2、正弦交流電有哪些方法表示？引入【課題引入】：我們在是日常生活中用到的白熾燈、電爐、電烙鐵等都屬于電阻性負(fù)載，它們與交流電源聯(lián)接組成純電阻電路，那么它們在交流電路中工作時(shí)，電壓和電流間的關(guān)系是否也符合歐姆定律呢？純電阻電路的定義只有交流電源和純電阻元件組成的電路叫做純電阻電路。第一節(jié)純電阻電路一、電路新課1純電阻電路：交流電路中若只有電阻，這種電路叫純電阻電路。如含有白熾燈、電爐、電烙鐵等的電路。2電阻元件對交流電的阻礙作用，單位二、電流與電壓間的關(guān)系1大小關(guān)系R 上的交流電電阻與電壓、電流的瞬時(shí)值之間的關(guān)系服從歐姆定律。設(shè)在純電阻

3、電路中，加在電阻壓 uU m sin t,則通過電阻 R 的電流的瞬時(shí)值為：uU m sintIm sin ti = =RRImU mRI =I mU m= U22 RRIU ：純電阻電路中歐姆定律的表達(dá)式，式中：U 、I 為交流電路中電壓、電流的有效值。R這說明，正弦交流電壓和電流的最大值、有效值之間也滿足歐姆定律。2相位關(guān)系（1）在純電阻電路中，電壓、電流同相。（2）表示：電阻的兩端電壓u 與通過它的電流i 同相，其波形圖和相量圖如圖1 所示。圖 1電阻電壓u 與電流 i的波形圖和相量圖鞏固練習(xí)例 1：在純電阻電路中，電阻為44 ，交流電壓 u311 sin ( 314 t 30 ) V

4、，求通過電阻的電流多大？寫出電流的解析式。解：解析式 i = u /R = 7.07sin(314t + 30) A，大小 (有效值 )為I7.07 A5 A2三、功率1、瞬時(shí)功率電阻的瞬時(shí)功率是指電路中每個(gè)瞬間所吸收（消耗）的電功率，等于電壓瞬時(shí)值與電流瞬時(shí)值的乘積，即pu ?iU m sint ? I m sintU m I m sin 2t2UI sin 2t0瞬時(shí)功率總是大于或等于零，這就說明電阻總是消耗功率，因此電阻是耗能元件。由于瞬時(shí)功率隨時(shí)變動(dòng)，不便計(jì)算，通常在交流電在一個(gè)周期消耗的功率的平均值來表示功率的大小，叫做平均功率，又稱為有功功率。2、有功功率瞬時(shí)功率在一個(gè)周期消耗的功

5、率的平均值，用大寫字母P 表示，單位仍是 W 。由數(shù)學(xué)分析可得PUII2U 2Um ImRPR2注：有功功率是電流和電壓有效值的乘積，也是電流最大值和電壓最大值乘積的1/2，是定值。四、例題講解例 2：電阻爐的額定功率電壓 UN =220V ，額定功率 PN =1000W ，在 220V 的工頻交流電源下工作，求電阻爐的電流和電阻。如果連續(xù)使用2h，它所消耗的電能是多少？解：電阻爐接在 220V 的工頻交流電源上，它就工作在額定狀態(tài)，這時(shí)通過的電流就是額定電流，因?yàn)殡娮锠t可以看成純電阻負(fù)載，所以I N =PN1000W= 4.55AU N220V電阻爐的電阻為U220VR= 48.4I4.55

6、A工作 2h 消耗的電能為W = Pt = 1000W 2h = 2000W h= 2KW h也就是說，電阻爐消耗了2 度電（ 2KW h ）。已知交流電壓u = 2202 sin ( 314 t45 ) V，它的有效是,頻率是，練習(xí)小結(jié)布置作業(yè)初相是。若電路接上一電阻負(fù)載R220,電路上電流的有效值是，電流的解析式是。1純電阻電路中歐姆定律的表達(dá)式。2電阻兩端的電壓和通過電阻的電流的關(guān)系。3純電阻電路的功率計(jì)算。習(xí)題（電工電子技術(shù)與技能第2 版程周主編）1是非題（ 3）。2選擇題（ 4）。3計(jì)算題（ 1）。課題授課班級教學(xué)目標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)后記4 2 純電感電路新課課型授課時(shí)數(shù)11、認(rèn)

7、識純電感電路，了解電感對交流電的阻礙作用。2、理解感抗的物理意義，會(huì)計(jì)算感抗。3、掌握純電感電路中電流與電壓的大小和相位關(guān)系。4、了解瞬時(shí)功率、有功功率與無功功率。1感抗的計(jì)算。2純電感電路中電流與電壓的大小和相位關(guān)系。純電感電路瞬時(shí)功率、有功功率、無功功率的計(jì)算。1、通過任務(wù)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)興趣 ,提高學(xué)生的動(dòng)手能力和協(xié)作能力。2、在對結(jié)論的應(yīng)用過程中， 增強(qiáng)了學(xué)生邏輯思維能力和邏輯推導(dǎo)能力。3、采用類比的教學(xué)手段，使學(xué)生能夠舉一反三、觸類旁通。通過本節(jié)課學(xué)習(xí)達(dá)到鍛煉學(xué)生的目的，使學(xué)生逐步的養(yǎng)成了良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。課前復(fù)習(xí)電阻元件上電流、電壓之間的關(guān)系引入1大小關(guān)系2相位關(guān)系第二節(jié)純

8、電感電路新課一、電路二、電感對交流電的阻礙作用1演示電感在交、直流電路中的作用2分析與結(jié)論電感線圈對直流電和交流電的阻礙作用是不同的。對于直流電起阻礙作用的只是線圈電阻，對交流電，除線圈電阻外，電感也起阻礙作用。（ 1）電感對交流電有阻礙作用的原因。（ 2）感抗：電感對交流電的阻礙作用。用XL 表示，單位：。（ 3）感抗與 、L 有關(guān)。 L 越大， XL 就越大， f 越大， XL 就越大。 XL 與 L、 f 有關(guān)的原因。XLL2f L單位： XL歐姆（）； f 赫茲（ Hz）； L 亨利（ H）。（ 4）電感線圈在電路中的作用：通直流、阻交流，通低頻、阻高頻。（ 5）應(yīng)用：低頻扼流圈：用于

9、“通直流、阻交流”的電感線圈叫低頻扼流圈。高頻扼流圈：用于“通低頻、阻高頻”的電感線圈叫高頻扼流圈。三、電流與電壓之間的關(guān)系1大小關(guān)系I =Im=2相位關(guān)系：（ 1）電流落后電壓 。2（ 2）表示 ：相量圖和波形圖。UX LU mX L圖 2 純電感電路電流、 電壓波形圖圖 3 純電感電路電圖 2 純電感電路電流、電壓波形圖圖 3 純電感電路電流、電壓矢量圖四、純電感電路的功率1、瞬時(shí)功率純電感電路中的瞬時(shí)功率等于電壓瞬時(shí)值與電流瞬時(shí)值的乘積，即puiU m sin( t) I m sint2其波形圖如下圖所示。圖 4 純電感電路功率曲線P0，電感從電源獲取電能，并儲(chǔ)存為磁場能，此時(shí)起負(fù)載作用

10、P0，電感把儲(chǔ)存的磁場能轉(zhuǎn)化為電能，此時(shí)起電源作用因此在一個(gè)周期，電感時(shí)而吸收功率，時(shí)而釋放功率，只與電路交換能量，并不消耗電能，只是一個(gè)儲(chǔ)能元件。1、有功功率電感是儲(chǔ)能元件，不消耗電能，那么有功功率為零即： P=02、無功功率雖然純電感電路不消耗能量， 但是電感線圈 L 和電源 E 之間在不停的進(jìn)行著能量交換， 瞬時(shí)功率不等于零，把瞬時(shí)功率的最大值稱為無功功率。用符號 QL 表示QLU L I公式還可擴(kuò)展為QL I 2 XLU 2XL式中U L 線圈兩端的電壓有效值，單位是伏特，符號為 V；I 通過線圈的電流有效值，單位是安 培，符號為 A；QL 感性無功功率，單位是乏，符號為var。強(qiáng)調(diào)部

11、分：無功功率中“無功”的含義是“交換”而不是“消耗”，它是相對于“有功”而言的。決不可把“無功”理解為“無用”。它實(shí)質(zhì)上是表明電路中能量交換的最大功率。 .例題講解例: 某電阻可以忽略的電感線圈，電感 L=300mH ，接到 u220 2sin t V 的工頻交流電源上，求電感線圈的電流有效值和無功功率。若把它改接到有效值為100V 的另一交流電源上， 測得其電流為 0.4A ，求該電源的頻率是多少？解：（ 1）由工頻交流電壓 u2202sin t V 可知：電感兩端的電壓有效值U L2202220V ，f 為 50H Z。250 300 10 3電感線圈的感抗 x LL2 fL23.1494

12、.2通過線圈的電流 I LU L220V2.34AX L94.2電路的無功功率 QLULIL2202.34 var514.8 var（ 2）接 100V 交流電源時(shí)：電感線圈的感抗 X LU L100V250I L0.4AX250LHZ 133HZ電源頻率為 f23.14 3001032 L練習(xí)小結(jié)布置作業(yè)1在純電感正弦電路中，電壓與電流的相位關(guān)系是，相位差為；2已知交流電壓u2202 sin ( 314 t + 45) V ，若電路接上一純電感負(fù)載XL = 220，則電路上電流的有效值是，電流的解析式，電路的無功功率是。1感抗的計(jì)算式。2電感兩端的電壓和通過電容的電流的相位關(guān)系是電壓超前電流

13、/2。3、電流、電壓最大值和有效值之間都服從歐姆定律。 電壓與電流瞬時(shí)值不服從歐姆定律，要特別注意。4、電感是儲(chǔ)能元件，它不消耗電能，電路的有功功率為零。無功功率等于電壓有效值與電流有效值之積。習(xí)題（電工電子技術(shù)與技能第2 版程周主編）1是非題（ 4）。2選擇題（ 5）。3計(jì)算題（ 2）。課題授課班級教學(xué)目標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)后記43 純電容電路1了解純電容電路的概念；2理解容抗的物理意義，會(huì)計(jì)算容抗。3掌握純電容電路的電壓、電流的大小和相位關(guān)系；4了解純電容電路瞬時(shí)功率、有功功率、無功功率的計(jì)算。1容抗的計(jì)算。2純電容電路中電壓和電流的關(guān)系和相位關(guān)系。純電容電路瞬時(shí)功率、有功功率、無功功率

14、的計(jì)算。在講授新課時(shí)，采用導(dǎo)學(xué)案引領(lǐng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與小組合作相結(jié)合的方法逐步掌握以上各知識點(diǎn)。首先，通過知識環(huán)節(jié)，回顧電阻和電感相關(guān)知識，以備課堂新授所用。然后在學(xué)習(xí)新課環(huán)節(jié)，采用問題導(dǎo)學(xué)、交流合作的教學(xué)環(huán)節(jié)展開。再通過自主學(xué)習(xí)，掌握電容部分的基礎(chǔ)知識點(diǎn)。最后，在總結(jié)結(jié)論環(huán)節(jié)，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生自己去得出，增大學(xué)生活動(dòng)時(shí)間，增大練習(xí)量。新課課型授課時(shí)數(shù)1課前復(fù)習(xí)電感元件上電流、電壓之間的關(guān)系引入1大小關(guān)系2相位關(guān)系第三節(jié)純電容電路一、電路新課二、電容對交流電的阻礙作用1演示： 電容在交、直流電路中的作用結(jié)論：直流電不能通過電容器，交流電能“通過”電容器。原因： 當(dāng)電源電壓增高時(shí)，電源給電容器充電，當(dāng)電源

15、電壓降低時(shí)，電容器放電，充放電交替進(jìn)行。2分析和結(jié)論（ 1）電容對交流電的阻礙作用叫容抗。用XC 表示。（ 2） XC 與 、 C 有關(guān)11X =C2 f CC（ 3）電容器在電路中的作用：通交流、隔直流；通高頻、阻低頻。（ 4）應(yīng)用隔直電容：使交流成分通過，而阻礙直流成分通過，做這種用途的電容器叫隔直電容。高頻旁路電容：高頻成分通過電容器，而使低頻成分輸入到下一級，做這種用途的電容器叫高頻旁路電容。三、電流與電壓的關(guān)系1大小關(guān)系UIXC2相位關(guān)系（ 1）電流超前電壓Im=2U mX C（ 2）表示：波形圖、相量圖。四、純電容電路的功率1、瞬時(shí)功率純電容電路中的瞬時(shí)功率等于電壓瞬時(shí)值與電流瞬時(shí)

16、值的乘積，即分析：純電容電路的瞬時(shí)功率p 是隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的，其頻率為電源頻率的2 倍。振幅為UI ，其波形圖如上圖所示。2、有功功率 PC = UIcos = 0 。與純電感電路相似，從上圖中可以看出，純電容電路的有功功率為零，這說明純電容電路也不消耗電能。3、無功功率雖然純電容電路不消耗能量，但是電容元件C 和電源之間在不停的進(jìn)行著能量交換。無功功率：把單位時(shí)間能量轉(zhuǎn)換的最大值（即瞬時(shí)功率的最大值），叫做無功功率，用符號QC 表示 , 單位是乏，符號為 var。QC UCI I 2XCU 2XC注意：無功功率中“無功”含義是“交換”而不是“消耗” ，它相對于“有功”而言。決不可把“無

17、功”理解為“無用” 。它實(shí)質(zhì)上是表明電路中能量交換的最大速率。 .例題講解例 :有一個(gè) 50 F 的電容器， 接到 u2202sint V 的工頻交流電源上，求電容的電流有效值和無功功率。若將交流電壓改為500HZ 時(shí)，求通過電容器的電流為多少？解：（ 1）由工頻交流電壓u 220 2sint V 可知：電容兩端的電壓有效值UC2202220 V ， f 為 50HZ 。2電容線圈的容抗 X C11164C2 fC23.1450 50 106U C220V3.4A電容電流 I C64X C電路的無功功率 QCUCIC2203.4 var748 var（ 2）當(dāng) f = 500H Z 時(shí)：1116.4電容感抗 X C2 fC2 3.14 500 50 10 6CU C220V34.4 A電容電流 I C6.4X C1在純電容正弦電路中， 電壓與電流的相位關(guān)系是，