第二章正弦交流電路

1、第二章 正弦交流電路2.1 正弦交流電的基本知識(shí)一、教學(xué)目標(biāo)1、了解正弦交流電的產(chǎn)生。2、理解正弦量解析式、波形圖、三要素、有效值、相位、相位差的概念。3、掌握正弦量的周期、頻率、角頻率的關(guān)系掌握同頻率正弦量的相位比較。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析重點(diǎn)：1、 分析交流電產(chǎn)生的物理過程。使同學(xué)了解線圈在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間內(nèi)，電流的大小及方向是怎樣變化的。2、 掌握正弦量的周期、頻率、角頻率的關(guān)系，掌握同頻率正弦量的相位比較。3、 交流電有效值的概念。難點(diǎn)：1、交流電的有效值。三、教具手搖發(fā)電機(jī)模型、電流表、小燈泡。電化教學(xué)設(shè)備。四、教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)演示法，講授法，多媒體課件。五、教學(xué)課時(shí) 4課時(shí)六、教學(xué)

2、過程.知識(shí)回顧提問：什么條件下會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流？根據(jù)電磁感應(yīng)的知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)電機(jī)模型。學(xué)生設(shè)計(jì)：讓矩形線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。II.新課一、交流電的產(chǎn)生1、演示實(shí)驗(yàn)教師作演示實(shí)驗(yàn)，演示交流電的產(chǎn)生。展示手搖發(fā)電機(jī)模型，介紹主要部件（對(duì)應(yīng)學(xué)生設(shè)計(jì)的發(fā)電機(jī)原理圖），進(jìn)行演示。第一次發(fā)電機(jī)接小燈泡。當(dāng)線框緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小燈泡不亮；當(dāng)線框快轉(zhuǎn)時(shí)，小燈泡亮了，卻是一閃一閃的。第二次發(fā)電機(jī)接電流表。當(dāng)線框緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電流計(jì)指針擺動(dòng)；仔細(xì)觀察，可以發(fā)現(xiàn)：線框每轉(zhuǎn)一周，電流計(jì)指針左右擺動(dòng)一次。表明電流的大小和方向都做周期性的變化，這種電流叫交流電。2、分析交流電的變化規(guī)律投影顯示（或掛圖）：矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中

3、勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的四個(gè)過程。圖1 交流電發(fā)電機(jī)原理示意圖(1) 線圈平面垂直于磁感線（甲圖），ab、cd邊此時(shí)速度方向與磁感線平行，線圈中沒有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，沒有感應(yīng)電流。（教師強(qiáng)調(diào)指出：這時(shí)線圈平面所處的位置叫中性面。中性面的特點(diǎn)：線圈平面與磁感線垂直，磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小為零，感應(yīng)電流為零。）(2) 當(dāng)線圈平面逆時(shí)針轉(zhuǎn)過90°時(shí)（乙圖），即線圈平面與磁感線平行時(shí)，ab、cd邊的線速度方向都跟磁感線垂直，即兩邊都垂直切割磁感線，這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，線圈中的感應(yīng)電流也最大。(3) 再轉(zhuǎn)過90°時(shí)（丙圖），線圈又處于中性面位置，線圈中沒有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。(4) 當(dāng)線圈再轉(zhuǎn)過90

4、6;時(shí)，處于圖（?。┪恢?，ab、cd邊的瞬時(shí)速度方向，跟線圈經(jīng)過圖（乙）位置時(shí)的速度方向相反，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向也跟在（圖乙）位置相反。(5) 再轉(zhuǎn)過90°線圈處于起始位置（戊圖），與（甲）圖位置相同，線圈中沒有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。分析小結(jié)：線圈abcd在外力作用下，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈的ab邊和cd邊作切割磁感線運(yùn)動(dòng)，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如果外電路是閉合的，閉合回路將產(chǎn)生感應(yīng)電流。ab和cd邊的運(yùn)動(dòng)不切割磁感線時(shí)，不產(chǎn)生感應(yīng)電流。設(shè)在起始時(shí)刻，線圈平面與中性面的夾角為，t時(shí)刻線圈平面與中性面的夾角為。分析得出，cd邊運(yùn)動(dòng)速度v與磁感線方向的夾角也是，設(shè)cd邊長(zhǎng)度為L(zhǎng)，磁場(chǎng)

5、的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則由于cd邊作切割磁感線運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為同理，ab邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為由于這兩個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是串聯(lián)的，所以整個(gè)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為（式5-1）式中，是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值，又叫振幅?？梢姡l(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)是按正弦規(guī)律變化，可以向外電路輸送正弦交流電。二、正弦交流電的周期、頻率和角頻率如圖2所示，為交流電發(fā)電機(jī)產(chǎn)生交流電的過程及其對(duì)應(yīng)的波形圖。1、周期交流電完成一次周期性變化所用的時(shí)間，叫做周期。也就是線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周所用的是時(shí)間。用T表示，單位是s（秒）。在圖2中，橫坐標(biāo)軸上有0到T的這段時(shí)間就是一個(gè)周期。2、頻率交流電在單位時(shí)間（1s）完成得周期性變化的次數(shù)，叫做頻

6、率。用字母f表示，單位是赫茲，符號(hào)為Hz。常用單位還有千赫（kHz)和兆赫（MHz)，換算關(guān)系如下：周期與頻率的關(guān)系：互為倒數(shù)關(guān)系，即（式5-2）圖2 正弦交流電的產(chǎn)生及其波形圖注意：我國(guó)發(fā)電廠發(fā)出的交流電都是50Hz，習(xí)慣上稱為“工頻”。世界各國(guó)所采用的交流電頻率并不相同，有興趣的同學(xué)可以查閱相關(guān)資料。（例如：美國(guó)、日本采用的市電頻率均為60Hz，110V。）周期與頻率都是反映交流電變化快慢的物理量。周期越短、頻率越高，那么交流電變化越快。3、角頻率是單位時(shí)間內(nèi)角度的變化量，叫做角頻率。在交流電解析式中，是線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。角頻率、頻率和周期的關(guān)系： （式5-3）【例題1】（略，見教材例題）

7、通過練習(xí)加深對(duì)正弦交流電周期、頻率、角頻率的認(rèn)識(shí)，以及上述三個(gè)參數(shù)與波形圖之間的聯(lián)系。二、相位和相位差1、相位t = T時(shí)刻線圈平面與中性面的夾角為，叫做交流電的相位。相位是一個(gè)隨時(shí)間變化的量。當(dāng)t=0時(shí)，相位，叫做初相位（簡(jiǎn)稱初相），它反映了正弦交流電起始時(shí)刻的狀態(tài)。注意：初相的大小和時(shí)間起點(diǎn)的選擇有關(guān)，習(xí)慣上初相用絕對(duì)值小于的角表示。相位的意義：相位是表示正弦交流電在某一時(shí)刻所處狀態(tài)的物理量，它不僅決定瞬時(shí)值的大小和方向，還能反映出正弦交流電的變化趨勢(shì)。2、相位差兩個(gè)同頻正弦交流電，任一瞬間的相位之差就叫做相位差，用符號(hào)表示。即：（式5-4）圖3 同頻電流i1和i2的相位差如圖3所示。可見

8、，兩個(gè)同頻率的正弦交流電的相位差，就是初相之差。它與時(shí)間無關(guān)，在正弦量變化過程中的任一時(shí)刻都是一個(gè)常數(shù)。它表明了兩個(gè)正弦量之間在時(shí)間上的超前或滯后關(guān)系。在實(shí)際應(yīng)用中，規(guī)定用絕對(duì)值小于的角度（弧度值）表示相位差。以圖3所示為例：常用表述i1滯后i2或者i2超前i1i1與i2同相i1超前i2或者i2滯后i1i1與i2正交i1與i2反相注意：如果已知正弦交流電的振幅、頻率（或者周期、角頻率）和初相（三者缺一不可），就可以用解析式或波形圖將該正弦交流電唯一確定下來。因此，振幅、頻率（或周期、角頻率）、初相叫做正弦交流電的三要素。【例題2】（略，見教材5-1例題2）注：通過例題講解，課堂練習(xí)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)“

9、相位隨時(shí)間變化，而相位差僅于初相有關(guān)，不隨時(shí)間變化的認(rèn)識(shí)?！比?、交流電的有效值一個(gè)直流電流與一個(gè)交流電流分別通過阻值相等的電阻，如果通電的時(shí)間相同，電阻R上產(chǎn)生的熱量也相等，那么直流電的數(shù)值叫做交流電的有效值。注意：交流電有效值的概念是從能量角度進(jìn)行定義的。電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)的有效值，分別用大寫字母I、U、E來表示。如果正弦交流電的最大值越大，它的有效值也越大；最大值越小，它的有效值也越小。理論和實(shí)驗(yàn)都可以證明，正弦交流電的最大值是有效值的倍，即（式5-5）有效值和最大值是從不同角度反映交流電流強(qiáng)弱的物理量。通常所說的交流電的電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)的值，不作特殊說明的都是有效值。例如，市電電壓是2

10、20V，是指其有效值為220V。提示：在前面的學(xué)習(xí)中，我們?cè)?jīng)提到：在選擇電器的耐壓時(shí)，必須考慮電路中電壓的最大值；選擇最大允許電流時(shí)，同樣也是考慮電路中出現(xiàn)的最大電流。例如：耐壓為220V的電容，不能接到電壓有效值為220V的交流電路上，因?yàn)殡妷旱挠行е禐?20V，對(duì)應(yīng)最大值為311V，會(huì)使電容器因擊穿而損壞。III.例題講解，鞏固練習(xí)略（見教材例題）IV.小結(jié)1、線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)，線圈所圍面積的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，外電路閉合時(shí)，有交變電流。線圈每旋轉(zhuǎn)一周，兩次經(jīng)過中性面，電流方向改變兩次；線圈兩次與中性面垂直時(shí)達(dá)到峰值。如此產(chǎn)生的交流電安正弦規(guī)律變化。2、正弦交流電的解析式

11、，以及振幅、頻率（或周期、角頻率）、初相等。3、交流電有效值的概念是從能量角度加以定義，即交流電與直流電在熱效應(yīng)相等的條件下，直流電的電壓（電流強(qiáng)度）值為交流電壓（電流強(qiáng)度）的有效值。V. 作業(yè)思考與練習(xí)：2-1；2-2。2.2 正弦交流電的相量表示法一、教學(xué)目標(biāo)1、 了解正弦量的旋轉(zhuǎn)矢量表示法。2、 掌握正弦量解析式、波形圖、矢量圖的相互轉(zhuǎn)換。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析重點(diǎn)：1、 正弦量的旋轉(zhuǎn)矢量表示。2、 正弦量的解析式、波形圖、旋轉(zhuǎn)矢量表示及其之間的聯(lián)系。難點(diǎn)：同重點(diǎn)。三、教具電化教學(xué)設(shè)備。四、教學(xué)方法講授法，多媒體課件。五、教學(xué)課時(shí) 4課時(shí)六、教學(xué)過程.導(dǎo)入通過講解§5-1節(jié)課后

12、習(xí)題，復(fù)習(xí)正弦交流電的基本概念（振幅、周期（頻率、角頻率）、初相、相位差）。上一節(jié)的學(xué)習(xí)中提到，要完整表示正弦交流電的特性至少需要知道振幅、頻率（或周期、角頻率）、初相。知道了以上三要素，我們可以很容易的寫出正弦交流電的解析式。本節(jié)的內(nèi)容就是來討論有哪幾種方法可以用來表述正弦交流電。II.新課一、解析法用三角函數(shù)式表示正弦交流電隨時(shí)間變化的關(guān)系，這種方法叫解析法。正弦交流電的電動(dòng)勢(shì)、電壓和電流的解析式分別為只要給出時(shí)間t的數(shù)值，就可以求出該時(shí)刻e，u，i相應(yīng)的值。二、波形圖在平面直角坐標(biāo)系中，將時(shí)間t或角度t作為橫坐標(biāo)，與之對(duì)應(yīng)的e，u，i的值作為縱坐標(biāo)，作出e，u，i隨時(shí)間t或角度t變化的曲

13、線，這種方法叫圖像法，這種曲線叫交流電的波形圖，它的優(yōu)點(diǎn)是可以直觀地看出交流電的變化規(guī)律。三、旋轉(zhuǎn)矢量旋轉(zhuǎn)矢量不同于力學(xué)中的矢量，它是隨時(shí)間變化的矢量，它的加、減運(yùn)算服從平行四邊形法則。如何用旋轉(zhuǎn)矢量表示正弦量？以坐標(biāo)原O為端點(diǎn)做一條有向線段，線段的長(zhǎng)度為正弦量的最大值Im，旋轉(zhuǎn)矢量的起始位置與x軸正方向的交角為正弦量的初相，它以正弦量的角頻率為角速度，繞原點(diǎn)O逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，即在任意時(shí)刻t旋轉(zhuǎn)矢量與x周正半軸的交角為。則在任一時(shí)刻，旋轉(zhuǎn)矢量在縱軸上的投影就等于該時(shí)刻正弦量的的瞬時(shí)值。圖1 正弦量的旋轉(zhuǎn)矢量表示法如圖1所示，表示了某一時(shí)刻旋轉(zhuǎn)矢量與對(duì)應(yīng)的波形圖之間的關(guān)系。用旋轉(zhuǎn)矢量表示正弦量的

14、優(yōu)點(diǎn)：（1） 方便進(jìn)行加、減運(yùn)算，旋轉(zhuǎn)矢量的加、減運(yùn)算服從平行四邊形法則。（2） 旋轉(zhuǎn)矢量既可以反映正弦量的三要素（振幅、頻率、初相），又可以通過它在縱軸上的投影求出正弦量的瞬時(shí)值。（3） 在同一坐標(biāo)系中，運(yùn)用旋轉(zhuǎn)矢量法可以處理多個(gè)同頻率旋轉(zhuǎn)矢量之間的關(guān)系。（分析：同頻旋轉(zhuǎn)矢量在坐標(biāo)系中以同樣的角速度旋轉(zhuǎn)，各旋轉(zhuǎn)矢量之間的交角反映彼此之間的相位差。相位差不變，相對(duì)位置保持不變，各個(gè)旋轉(zhuǎn)矢量是相對(duì)靜止的。因此，將它們當(dāng)作靜止情況處理，并不影響分析和計(jì)算的結(jié)果。）注意：只有正弦量才能用旋轉(zhuǎn)矢量表示，只有同頻率正弦量才能借助于平行四邊形法則進(jìn)行旋轉(zhuǎn)矢量的加、減運(yùn)算。III.例題講解，鞏固練習(xí)略。（見

15、教材例題）IV.小結(jié)（1）正弦交流電常用解析法、波形圖法、旋轉(zhuǎn)矢量法表示。三種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。（2）用旋轉(zhuǎn)矢量表示正弦量的方法是：以坐標(biāo)原點(diǎn)O為端點(diǎn)作一條有向線段，它的長(zhǎng)度為正弦量的最大值，它的起始位置與x軸正方向的交角為初相角，它以角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。（3）運(yùn)用旋轉(zhuǎn)矢量法表示正弦量的優(yōu)點(diǎn)。V. 作業(yè) 思考與練習(xí)：2-2；2-3。2.3 單一參數(shù)的正弦交流電路 第 節(jié)2.3.1 純電阻電路一、教學(xué)目標(biāo)1、 掌握純電阻電路電壓、電流間的關(guān)系及有功功率。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析重點(diǎn)：1、純電阻正弦交流電路的特點(diǎn)及計(jì)算方法。難點(diǎn)：同重點(diǎn)。三、教具演示實(shí)驗(yàn)用具：低頻信號(hào)發(fā)生器、電阻、電鍵、電流表、電壓表及

16、導(dǎo)線若干。電化教學(xué)設(shè)備。四、教學(xué)方法演示法、講授法，多媒體課件。五、教學(xué)課時(shí) 2課時(shí)六、教學(xué)過程圖1 純電阻電路.復(fù)習(xí)提問1、 通過課后練習(xí)復(fù)習(xí)正弦量的旋轉(zhuǎn)矢量表示。2、 通過提問復(fù)習(xí)電路基本定律、功率計(jì)算。II.新課一、 電流、電壓間的數(shù)量及相位關(guān)系演示實(shí)驗(yàn)一：如圖1所示連接好電路，改變信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓和頻率，觀察、記錄電流表和電壓表的讀數(shù)情況，研究電流、電壓間的數(shù)量關(guān)系。注意分析電流、電壓關(guān)系是否受電源頻率變化影響?，F(xiàn)象：從電流表，電壓表的讀數(shù)看出，電壓有效值與電流有效值之間成正比（與電源頻率變化無關(guān)），比值等于電阻的阻值。分析：實(shí)驗(yàn)表明電壓有效值與電流有效值服從歐姆定律，即（式5-6

17、）其電壓、電流最大值也同樣服從歐姆定律，即（式5-7）演示實(shí)驗(yàn)二：將超低頻信號(hào)發(fā)生器的頻率選擇在6Hz左右，當(dāng)開關(guān)S閉合以后，仔細(xì)觀察直流電流表、直流電壓表的指針變化情況，及其之間的時(shí)間關(guān)系?，F(xiàn)象：電流表和電壓表的指針同時(shí)到達(dá)左邊最大值，同時(shí)歸零，又同時(shí)到達(dá)右邊最大值，即電流表與電壓表同步擺動(dòng)。分析：實(shí)驗(yàn)表明純電阻電路中，電流與電壓相位相同，相位差為零，即小結(jié)：純電阻電路中，電壓與電流同相，電壓瞬時(shí)值與電流瞬時(shí)值之間服從歐姆定律，即（式5-8）注意：在交流電路中，上式是純電阻電路所特有的公式，只有在純電阻電路中，任一時(shí)刻的電壓、電流瞬時(shí)值服從歐姆定律。圖2 純電阻電路波形圖教師總結(jié)：根據(jù)我們剛

18、才所作的演示實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在純電阻電路中電流、電壓的瞬時(shí)值、最大值、有效值之間均服從歐姆定律，且同相。我們可以用如下圖2波形圖、圖3旋轉(zhuǎn)矢量圖來形象地表述這種關(guān)系。圖3 純電阻電路旋轉(zhuǎn)矢量圖二、純電阻電路的功率1、瞬時(shí)功率某一時(shí)刻的功率叫做瞬時(shí)功率，它等于電壓瞬時(shí)值與電流瞬時(shí)值的乘積。瞬時(shí)功率用小寫字母p表示（式5-9）圖4 純電阻電路功率曲線以電流為參考正弦量，則電阻R兩端的電壓為，將i，uR帶入（式5-9）中（式5-10）分析：瞬時(shí)功率的大小隨時(shí)間作周期性變化，變化的頻率是電流或電壓的2倍，它表示出任一時(shí)刻電路中能量轉(zhuǎn)換的快慢速度。由（式5-10）可知，電流、電壓同相，功率p0，其中最大值

19、為2UI，最小值為零。其電氣關(guān)系可用圖4表示。三、 平均功率瞬時(shí)功率在一個(gè)周期內(nèi)的平均值稱為平均功率，用大寫字母P表示。（式5-11）更加歐姆定律，平均功率還可以表示為式中UR兩端電壓有效值，單位是伏特,符號(hào)為V；I流過電阻的電流有效值，單位是安培，符號(hào)為A；R用電器的電阻值，單位是歐姆，符號(hào)為；P電阻消耗的平均功率，單位是瓦特，符號(hào)為W。III.例題講解，鞏固練習(xí)略。（見教材例題）IV.小結(jié)（1）純電阻交流電路中，電流和電壓同相。（2）電壓與電流的最大值、有效值和瞬時(shí)值之間，都服從歐姆定律。（3）有功功率（平均功率）等于電流有效值與電阻兩端電壓的有效值之積。V. 作業(yè)： 思考與練習(xí)：2-7；

20、2-8。 第 節(jié)2.3.2 純電感電路一、教學(xué)目標(biāo)1、 掌握純電感電路電感元件電壓與電流關(guān)系及旋轉(zhuǎn)矢量圖。2、 掌握感抗、有功功率與無功功率。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析重點(diǎn)：1、 純電感電路電感元件電壓與電流關(guān)系及波形圖、旋轉(zhuǎn)矢量圖表示。2、 掌握感抗、有功功率與無功功率。難點(diǎn)：1、純電感電路電感元件電壓與電流關(guān)系及波形圖、旋轉(zhuǎn)矢量圖表示。2、理解感抗、無功功率的物理含義。三、教具演示實(shí)驗(yàn)：低頻信號(hào)發(fā)生器、電鍵、電流表、電壓表、電感元件及導(dǎo)線若干。電化教學(xué)設(shè)備。四、教學(xué)方法演示法、討論法，多媒體課件。五、教學(xué)課時(shí) 2課時(shí)六、教學(xué)過程.復(fù)習(xí)提問1、通過上節(jié)課后練習(xí)復(fù)習(xí)純電阻電路的電壓、電流關(guān)系。II

21、.新課一、 純電感電路電壓與電流數(shù)量、相位關(guān)系圖1 純電感電路演示實(shí)驗(yàn)圖演示實(shí)驗(yàn)一：如圖1所示連接好電路，在保證電源頻率一致的情況下，改變信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓，觀察、記錄電流表和電壓表的讀數(shù)情況，研究電流、電壓間的數(shù)量關(guān)系。改變電源頻率，重復(fù)之前的步驟。注意分析電流、電壓關(guān)系是否受電源頻率變化影響。現(xiàn)象：分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，電壓與電流的有效值成正比，且其比值隨電源頻率變化，電源頻率越高，電壓/電流比值越大。規(guī)律及分析：電壓與電流有效值之間關(guān)系如下式，（式5-12）式中UL電感線圈兩端的電壓有效值，單位是伏特，符號(hào)為V；I通過線圈的電流有效值，單位是安培，符號(hào)為A；XL電感的電抗，簡(jiǎn)稱感抗，單位是

22、歐姆，符號(hào)為。上式叫做純電感電路的歐姆定律。感抗是新引入的物理量，它表示線圈對(duì)通過的交流電所呈現(xiàn)出來的阻礙作用。將（式5-12）兩端同時(shí)乘以，可得（式5-13）這表明在純電感電路中，電壓、電流的最大值也服從歐姆定律。感抗：理論和實(shí)驗(yàn)證明，感抗的大小與電源頻率成正比（演示實(shí)驗(yàn)一中可以觀察到），與線圈的電感成正比。感抗的公式為（式5-14）式中f電壓頻率，單位是赫茲，符號(hào)為Hz；L線圈的電感，單位是亨利，符號(hào)為H；XL線圈的感抗，單位是歐姆，符號(hào)為。提示：值得注意的是，線圈的感抗XL和電阻R的作用相似，但是它與電阻R對(duì)電流的阻礙作用有本質(zhì)區(qū)別。分析（式5-14）可知，感抗在直流電路中值為零，對(duì)電流

23、沒有阻礙作用；只有在電流頻率大于零，即為交流電時(shí)，感抗才對(duì)電流由阻礙作用，且頻率越高，阻礙作用越大。這也反映了電感元件“通直流，阻交流；通低頻，阻高頻”的特性，其本質(zhì)為電感元件在電流變化時(shí)所產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)對(duì)交變電流的反抗作用。演示實(shí)驗(yàn)二：將低頻信號(hào)發(fā)生器的頻率選擇在6Hz以下，當(dāng)開關(guān)S閉合以后，仔細(xì)觀察直流電流表、直流電壓表的指針變化情況，及其之間的時(shí)間關(guān)系。現(xiàn)象：可以看到電壓表指針到達(dá)右邊最大值時(shí)，電流表指針指向中間零值；當(dāng)電壓表指針由右邊最大值返回中間零值時(shí)，電流表指針由零值到達(dá)右邊最大值；當(dāng)電壓表指針運(yùn)動(dòng)到左邊最大值時(shí)，電流表指針運(yùn)動(dòng)到中間零值分析：實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在純電感電路中，電壓超

24、前電流。圖2 純電感電路電壓、電流旋轉(zhuǎn)矢量圖安排學(xué)生閱讀教材P128頁(yè)“電壓、電流間相位關(guān)系分析”部分。師生討論，針對(duì)課堂出現(xiàn)的問題、難理解的知識(shí)點(diǎn)當(dāng)堂給出解釋。重點(diǎn)講解分析運(yùn)用“無限分割”的思維方法處理問題。結(jié)論：在純電感電路中，電感兩端的電壓uL超前電流，線圈兩端的電壓為圖3 純電感電路電流、電壓波形圖根據(jù)電流、電壓的解析式，作出電流和電壓的波形圖以及它們的旋轉(zhuǎn)矢量圖，分別入圖3、圖2所示。二、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，即分析：純電感電路的瞬時(shí)功率p是隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的，其頻率為電源頻率圖4 純電感電路功率曲線的2倍。，振幅為U

25、I，其波形圖如圖4所示。2、平均功率平均功率值可通過曲線與t軸所包圍的面積的和來求。分析圖4可知，表示功率的綠色曲線與t軸所圍組成的面積，t軸以上部分與t軸以下的部分相等，即p0與p0的部分相等，這兩部分和為零。這說明純電感電路中平均功率為零，即純電感電路的有功功率為零。其物理意義是，純電感電路不消耗電能。3、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。分析講解：如圖3所示，在0T/4和T/23T/4這兩個(gè)1/4周期中，由于電流的絕對(duì)值不斷增加，因此電源克服線圈自感電動(dòng)勢(shì)做功，電感線圈磁場(chǎng)能不斷增大。表現(xiàn)在波形圖中，這兩個(gè)1/4周期內(nèi)，uL和i的方向相同

26、，瞬時(shí)功率為正值，這表明電感線圈L從電源吸取了能量，并把它轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌?chǎng)能儲(chǔ)存在線圈中。在 T/4T/2和3T/4T這兩個(gè)1/4周期中，電流的絕對(duì)值不斷減小，因此線圈自感電動(dòng)勢(shì)克服電源做功，電感線圈磁場(chǎng)能不斷減少。表現(xiàn)在波形圖中，這兩個(gè)1/4周期內(nèi)，uL和i的方向相反，瞬時(shí)功率p為負(fù)值，這表明電感線圈L將它的磁場(chǎng)能還給電源，即電感線圈L釋放出能量。無功功率：為反映純電感電路中能量的相互轉(zhuǎn)換，把單位時(shí)間內(nèi)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(hào)QL表示（式5-15）式中UL線圈兩端的電壓有效值，單位是伏特，符號(hào)為V；I通過線圈的電流有效值，單位是安培，符號(hào)為A；QL感性無功功率，

27、單位是乏，符號(hào)為var。強(qiáng)調(diào)部分：無功功率中“無功”的含義是“交換”而不是“消耗”，它是相對(duì)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速率。III.例題講解，鞏固練習(xí)略。（見教材例題）IV.小結(jié)1、在純電感的交流電路中，電流和電壓是同頻率的正弦量。（在直流電路中電感電壓恒為零，相當(dāng)于斷路。）2、電壓uL與電流的變化率成正比，電壓超前電流。3、電流、電壓最大值和有效值之間都服從歐姆定律，而瞬時(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，其有功功率為零，無功功率等于電壓有效值與電流有效值之積。V. 作業(yè)思考與練習(xí)：2-10；2-11。第

28、 節(jié)2.3.3 純電容電路一、教學(xué)目標(biāo)1、 掌握純電容電路電容元件電壓與電流關(guān)系及旋轉(zhuǎn)矢量圖。2、 掌握容抗、有功功率與無功功率。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析重點(diǎn)：3、 純電容電路電容元件電壓與電流關(guān)系及波形圖、旋轉(zhuǎn)矢量圖表示。4、 掌握容抗、有功功率與無功功率。難點(diǎn)：1、純電容電路電容元件電壓與電流關(guān)系及波形圖、旋轉(zhuǎn)矢量圖表示。2、理解容抗、無功功率的物理含義。三、教具演示實(shí)驗(yàn)：低頻信號(hào)發(fā)生器、電鍵、電流表、電壓表、電容元件及導(dǎo)線若干。電化教學(xué)設(shè)備。四、教學(xué)方法演示法、討論法，多媒體課件。五、教學(xué)課時(shí) 2課時(shí)六、教學(xué)過程.復(fù)習(xí)提問1、通過上節(jié)課后練習(xí)復(fù)習(xí)純電阻電路的電壓、電流關(guān)系。II.新課二、

29、純電容電路電壓與電流數(shù)量、相位關(guān)系圖1 純電容電路演示實(shí)驗(yàn)一：如圖1所示連接好電路，在保證電源頻率一致的情況下，改變信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓，觀察、記錄電流表和電壓表的讀數(shù)情況，研究電流、電壓間的數(shù)量關(guān)系。改變電源頻率，重復(fù)之前的步驟。注意分析電流、電壓關(guān)系是否受電源頻率變化影響?，F(xiàn)象：分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，電壓與電流的有效值成正比，且其比值隨電源頻率變化，電源頻率越高，電壓/電流比值越小。規(guī)律及分析：電壓與電流有效值之間關(guān)系如下式，(式5-16)式中UC電容器兩端電壓的有效值，單位是伏特，符號(hào)為V；I 電路中電流有效值，單位是安培，符號(hào)為A；XC電容的電抗，簡(jiǎn)稱容抗，單位是歐姆，符號(hào)為。上式叫做純電

30、容電路的歐姆定律。容抗是新引入的物理量，它表示電容元件對(duì)電路中的交流電所呈現(xiàn)出來的阻礙作用。將（式5-16）兩端同時(shí)乘以，可得（式5-17）這表明在純電容電路中，電壓、電流的最大值也服從歐姆定律。容抗：理論和實(shí)驗(yàn)證明，容抗的大小與電源頻率成反比（演示實(shí)驗(yàn)一中可以觀察到），與電容器的電容成反比。容抗的公式為（式5-18）式中f 電壓頻率，單位是赫茲，符號(hào)為Hz；C電容器的電容，單位是法拉，符號(hào)為F；XC電容器的容抗，單位是歐姆，符號(hào)為。提示： 當(dāng)頻率一定時(shí)，在同樣大小的電壓作用下，電容越大的電容器所存儲(chǔ)的電荷量就越多，電路中的電流也就越大，電容器對(duì)電流的阻礙作用也就越小；當(dāng)外加電壓和電容一定時(shí)，

31、電源頻率越高，電容器充、放電的速度越快，電荷移動(dòng)速率也越高，則電路中電流也就越大，電容器對(duì)電流的阻礙作用也就越小。這也反映了電感元件“通直流，阻交流；通低頻，阻高頻”的特性，其本質(zhì)為電感元件在電流變化時(shí)所產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)對(duì)交變電流的反抗作用。特別注意，對(duì)于直流電（f=0），容抗趨于無窮大，可將電容元件視為斷路。用一句話總結(jié)電容元件的特性：“通交流，阻直流；通高頻，阻低頻”。（注意聯(lián)系電感元件特性進(jìn)行對(duì)比講解）演示實(shí)驗(yàn)二：將低頻信號(hào)發(fā)生器的頻率選擇在6Hz以下，當(dāng)開關(guān)S閉合以后，仔細(xì)觀察直流電流表、直流電壓表的指針變化情況，及其之間的時(shí)間關(guān)系?，F(xiàn)象：可以看到電流表指針到達(dá)右邊最大值時(shí)，電壓表指針

32、指向中間零值；當(dāng)電流表指針由右邊最大值返回中間零值時(shí)，電壓表指針由零值到達(dá)右邊最大值；當(dāng)電流表指針運(yùn)動(dòng)到左邊最大值時(shí)，電壓表指針運(yùn)動(dòng)到中間零值。分析：實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在純電容電路中，電壓滯后于電流。安排學(xué)生閱讀教材P134135頁(yè)“電壓、電流間相位關(guān)系分析”部分。師生討論，針對(duì)課堂出現(xiàn)的問題、難理解的知識(shí)點(diǎn)當(dāng)堂給出解釋。（復(fù)習(xí)上一節(jié)所用到的“無限分割”的方法。）結(jié)論：在純電容電路中，電容器間兩端的電壓uC滯后電流，線圈兩端的電壓為圖2 純電容電路電流、電壓旋轉(zhuǎn)矢量圖則電路中的電流為圖3 純電容電路電流、電壓波形圖根據(jù)電流、電壓的解析式，作出電流和電壓的波形圖以及它們的旋轉(zhuǎn)矢量圖，分別入圖3、圖2

33、所示。二、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)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，其波形圖如圖4所示。圖4 純電容電路功率曲線與純電感電路相似，從圖4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、無功功率與純電感電路相似，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)間內(nèi)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(hào)QC表示（式5-19）式中UC電容器兩端的電壓有效值，單位是伏特，符號(hào)為V； I 通過電容

34、器的電流有效值，單位是安培，符號(hào)為A；QC感性無功功率，單位是乏，符號(hào)為var。強(qiáng)調(diào)：此部分內(nèi)容在前節(jié)“純電感電路”中曾經(jīng)講過，再次強(qiáng)調(diào)，加深記憶。無功功率中“無功”的含義是“交換”而不是“消耗”，它是相對(duì)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速率。III.例題講解，鞏固練習(xí)略（見教材例題）。IV.本節(jié)小結(jié)1、在純電容電路中，電流和電壓是同頻率的正弦量。2、電流i與電壓的變化率成正比，電流超前電壓。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)值因相位相差，不服從歐姆定律，要特別注意。4、電容是儲(chǔ)能元件，它不消耗電能，電路的有功功率

35、為零。無功功率等于電壓有效值與電流有效值之積。V階段小結(jié)表1 單一參數(shù)交流電路中的基本關(guān)系電路圖旋轉(zhuǎn)矢量圖功率（）（）VI作業(yè)思考與練習(xí)：2-13；2-14。第 節(jié)2.4 RLC串聯(lián)電路一、教學(xué)目標(biāo)1、 理解RLC串聯(lián)電路的分析方法。2、 掌握RLC串聯(lián)電路中的阻抗、電壓三角形、阻抗三角形的概念。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析重點(diǎn)：1、 掌握RLC串聯(lián)電路中的阻抗、電壓三角形、阻抗三角形的概念。難點(diǎn)：同重點(diǎn)。三、教具電化教學(xué)設(shè)備。四、教學(xué)方法講授法，多媒體課件。五、教學(xué)課時(shí) 4課時(shí)六、教學(xué)過程.復(fù)習(xí)提問1、復(fù)習(xí)之前學(xué)過的單一參數(shù)交流電路基本關(guān)系：2、復(fù)習(xí)之前學(xué)習(xí)過的RL串聯(lián)電路、RC串聯(lián)電路基本關(guān)系A(chǔ)

36、RL串聯(lián)電路基本關(guān)系（如圖1所示）為阻抗角，其大小為：。圖1 RL串聯(lián)電路中的基本關(guān)系BRC串聯(lián)電路基本關(guān)系（如圖2所示）OURUCU電壓三角形OXCR|Z|阻抗三角形QCPSO功率三角形圖2 RC串聯(lián)電路中的基本關(guān)系為阻抗角，其大小為：。II.新課圖3 RLC串聯(lián)電路電阻、電感和電容的串聯(lián)電路，包含了三種不同的參數(shù)，是在實(shí)際工作中經(jīng)常遇到的典型電路。分析RLC串聯(lián)電路應(yīng)把握的基本原則：1、串聯(lián)電路中電流處處相等，選擇正弦電流為參考正弦量。2、電容元件兩端電壓uC相位滯后其電流iC 。3、電感元件兩端電壓uL相位超前其電流iL 。與RL、RC串聯(lián)電路的討論方法相同，設(shè) 通過RLC串聯(lián)諧振電路的

37、電流為則電阻兩端電壓為電容器兩端的電壓為電感線圈兩端的電壓為電路的總電壓u為一、RLC串聯(lián)電路電壓間的關(guān)系圖4 RLC串聯(lián)電路旋轉(zhuǎn)式量圖OOUIURUCULUL（b） ULUC（c） ULUCOIURUCULUCUUOOIURUCULUC（a） ULUC作出與i、uR、uL和uC相對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)式量圖，如圖4所示。（應(yīng)用平行四邊形法則求解總電壓的旋轉(zhuǎn)式量U。）如圖，可以看出總電壓與分電壓之間的關(guān)系為（式5-41）總電壓與電流間的相位差為（式5-42）二、RLC串聯(lián)電路的阻抗由（式5-41）得（式5-43）其中，X=XL-XC，叫做電抗，它是電感和電容共同作用的結(jié)果。電抗的單位是歐姆。RLC串聯(lián)電路

38、中，電抗、電阻、感抗和容抗間的關(guān)系為（式5-44）顯然，阻抗|Z|、電阻R和電抗X組成一個(gè)直角三角形，叫做阻抗三角形，如圖5所示。阻抗角為（式5-45）OXR|Z|圖5 RLC串聯(lián)電路阻抗三角形OXR|Z|（a） XLXC（b） XLXC分析（式5-45）及圖5可知，阻抗角的大小決定于電路參數(shù)R、L和C，以及電源頻率f，電抗X的值決定電路的性質(zhì)。下面分三種情況討論：（1） 當(dāng)XLXC時(shí)，X0，即總電壓u超前電流i，電路呈感性；（2） 當(dāng)XLXC時(shí)，X0，即總電壓u滯后電流i，電路呈容性；（3） 當(dāng)XL=XC時(shí)，X=0，即總電壓u與電流i同相，電路呈電阻性，電路的這種狀態(tài)稱作諧振。三、RLC串聯(lián)

39、電路的功率RLC串聯(lián)電路中，存在著有功功率P、無功功率QC和QL，它們分別為（式5-46）圖6 RLC串聯(lián)電路功率三角形三角形OQ=QL-QCPS視在功率S、有功功率P和無功功率Q組成直角三角形功率三角形，如圖6所示。（式5-47）III.例題講解，鞏固練習(xí)略。（見教材例題）。IV.小結(jié)1、RLC串聯(lián)電路電壓間的關(guān)系，如圖4所示。2、RLC串聯(lián)電路阻抗，如圖5所示。3、RLC串聯(lián)電路功率，如圖6所示。V. 作業(yè) 思考與練習(xí)：2-15；2-17。2.5 串聯(lián)諧振電路一、教學(xué)目標(biāo)1、 了解串聯(lián)諧振電路的特性曲線、特性阻抗、品質(zhì)因數(shù)、通頻帶。2、 了解串聯(lián)諧振電路的特點(diǎn)。3、 掌握串聯(lián)諧振條件、諧振

40、頻率的計(jì)算。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析重點(diǎn)：1、 串聯(lián)諧振的意義和條件。2、 串聯(lián)諧振電路的固有頻率、特性阻抗、品質(zhì)因數(shù)、通頻帶的計(jì)算。難點(diǎn)：同重點(diǎn)1。三、教具電化教學(xué)設(shè)備。（演示實(shí)驗(yàn)所用器材。）四、教學(xué)方法講授法，多媒體課件。五、教學(xué)課時(shí) 2課時(shí)六、教學(xué)過程.導(dǎo)入串聯(lián)諧振應(yīng)用實(shí)例（收音機(jī)電路）：在無線電技術(shù)中常應(yīng)用串聯(lián)諧振的選頻特性來選擇信號(hào)。收音機(jī)通過接收天線，接收到各種頻率的電磁波，每一種頻率的電磁波都要在天線回路中產(chǎn)生相應(yīng)的微弱的感應(yīng)電流。為了達(dá)到選擇信號(hào)的目的，通常在收音機(jī)里采用如圖1所示的諧振電路。II.新課在分析正弦交流電路中，應(yīng)牢牢把握的基本原則是： 1、串聯(lián)電路中電流處處相等，選

41、擇正弦電流為參考正弦量。2、電容元件兩端電壓uC相位滯后其電流iC 。3、電感元件兩端電壓uL相位超前其電流iL 。圖2 RLC串聯(lián)電路一、RLC串聯(lián)電路諧振條件和諧振頻率1、諧振條件電阻、電感、電容串聯(lián)電路發(fā)生諧振的條件是電路的電抗為零，即則電路的阻抗角為=0說明電壓與電流同向。我們把RLC串聯(lián)電路中出現(xiàn)的阻抗角=0，電流和電壓同相的情況，稱作串聯(lián)諧振。2、諧振頻率RLC串聯(lián)電路發(fā)生諧振時(shí)，必須滿足條件分析上式，要滿足諧振條件，一種方法是改變電路中的參數(shù)L或C，另一種方法是改變電源頻率。則，對(duì)于電感、電容為定值的電路，要產(chǎn)生諧振，電源角頻率必須滿足下式（式5-48）諧振時(shí)的電壓頻率為（式5-

42、49）諧振頻率f0僅由電路參數(shù)L和C決定，與電阻R的大小無關(guān)，它反映了電路本身的固有特性，f0叫做電路的固有頻率。二、串聯(lián)諧振的特點(diǎn)1、諧振時(shí)，總阻抗最小，總電流最大。其計(jì)算公式如下：，。2、特性阻抗諧振電路，電抗為零，但感抗和容抗都不為零，此時(shí)電路的感慨或容抗都叫做諧振電路的特性阻抗，用字母表示，單位是歐姆，其大小由L、C決定。（式5-50）3、品質(zhì)因數(shù)在電子技術(shù)中，經(jīng)常用諧振電路的特性阻抗與電路中的電阻的比值來說明電路的性能，這個(gè)比值叫做電路的品質(zhì)因數(shù)，用字母Q來表示，其值大小由R、L、C決定。（式5-51）4、電感L和電容C上的電壓串聯(lián)諧振時(shí)，電感L和電容C上電壓大小相等，即式中Q叫做串

43、聯(lián)諧振電路的品質(zhì)因數(shù)，即RLC串聯(lián)電路發(fā)生諧振時(shí)，電感L與電容C上的電壓大小都是外加電源電壓的Q倍，所以串聯(lián)諧振電路又叫做電壓諧振。一般情況下串聯(lián)諧振電路都符合的條件。在工程實(shí)際中，要注意避免發(fā)生串聯(lián)諧振引起的高電壓對(duì)電路的破壞。三、串聯(lián)諧振電路的選擇性和通頻帶1、串聯(lián)諧振電路的選擇性電路的品質(zhì)因數(shù)Q值的大小是標(biāo)志諧振回路質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要指標(biāo)，它對(duì)諧振曲線（電流對(duì)頻率變化的曲線）有很大的影響。Q值越高，曲線越尖銳，電路的選擇性越好；Q值越低，曲線越平坦，電路的選擇性越差。（如教材圖5-52所示）在無線電廣播通信技術(shù)中，常常應(yīng)用諧振電路，從許多不同頻率的信號(hào)中，選出所需要的信號(hào)。圖2 通頻帶2、串

44、聯(lián)諧振電路的通頻帶實(shí)際應(yīng)用中，既要考慮到回路選擇性的優(yōu)劣，又要考慮到一定范圍內(nèi)回路允許信號(hào)通過的能力，規(guī)定在諧振曲線上，所包含的頻率范圍叫做電路的通頻帶，用字母BW表示，如圖2所示。理論和實(shí)踐證明，通頻帶BW與f0、Q的關(guān)系為（式5-52）式中f0電路的諧振頻率，單位是赫茲，符號(hào)為Hz；Q品質(zhì)因數(shù)；BW通頻帶，單位是赫茲，符號(hào)為Hz；上式表明，回路的Q值越高，諧振曲線越尖銳，電路的通頻帶就越窄，選擇性越好；反之，回路的Q值越小，諧振曲線越平坦，電路的通頻帶就越寬，選擇性越差。即選擇性與頻帶寬度是相互矛盾的兩個(gè)物理量。四、調(diào)諧原理如前例，在收音機(jī)電路中常常利用串聯(lián)諧振電路選擇所要收聽的電臺(tái)信號(hào)。

45、這個(gè)過程叫做調(diào)諧。收音機(jī)通過接收天線，接收到各種頻率的電磁波，每一種頻率的電磁波都要在天線回路中產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，收音機(jī)中最簡(jiǎn)單的接收調(diào)諧回路，如圖1所示。當(dāng)調(diào)節(jié)可變電容器的容量C時(shí)，使回路與某一信號(hào)頻率（例如f1）發(fā)生諧振，那么電路中頻率為f1的電流達(dá)到最大值，同時(shí)在電容器C兩端頻率為f1的電壓也就最高。這樣接收到頻率為f1的信號(hào)最強(qiáng)，其它各種頻率的信號(hào)偏離了電路的固有頻率，不能發(fā)生諧振，電流很小，被調(diào)諧回路抑制掉。當(dāng)改變可變電容器的容量時(shí)，使電路和其它某一頻率的信號(hào)（例如f2）發(fā)生諧振，該頻率的電流又達(dá)到最大值，信號(hào)最強(qiáng)，其它頻率信號(hào)被抑制，這樣就實(shí)現(xiàn)了選擇電臺(tái)的目的。III.例題講解

46、，鞏固練習(xí)略。（見教材例題）IV.小結(jié)1、 串聯(lián)諧振電路的特性阻抗、品質(zhì)因數(shù)、固有頻率、通頻帶等概念及其計(jì)算。2、 串聯(lián)諧振條件。3、 如何讓RLC電路發(fā)生諧振：（1） 改變電感L、電容C的參數(shù)，使之滿足串聯(lián)諧振條件；（2） 改變電源頻率，使其達(dá)到電路的固有頻率。V. 作業(yè) 思考與練習(xí)：2-18；2-20。2.6三相交流電路【課題】2.6.1三相交流電源【教學(xué)目標(biāo)】知道三相電源的概念。【教學(xué)重點(diǎn)】1三相交流電源的概念。2三相四線制供電方式?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】三相四線制供電線電壓與相電壓關(guān)系及矢量圖?！窘虒W(xué)方法】講授法（主要是啟發(fā)式講解）、多媒體課件【教學(xué)課時(shí)】2課時(shí)【教學(xué)過程】【一、復(fù)習(xí)】1單相正弦

47、交流電基本概念。2正弦交流電旋轉(zhuǎn)矢量表示法。【二、引入新課】從理論上講，把三個(gè)單相正弦交流電按一定方式連接起來，就可以構(gòu)成三相交流電源，但實(shí)際工作中，它是由三相交流電發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的?！救⒅v授新課】2.6.1.1三相交流電源1三相交流電源：三個(gè)幅值相等、頻率相同、相位互差 p( 120° )的單相交流電源按規(guī)定的方式組合而成的電源。2三相交流電路（簡(jiǎn)稱三相電路）：由三相交流電源與三相負(fù)載共同組成的電路。3星形聯(lián)結(jié)（也稱為Y形聯(lián)結(jié)）：連接方式如圖3.1所示。電源對(duì)外有四根引出線，這種供電方式稱為三相四線制。圖3.1三相電源的星形聯(lián)結(jié)4中性點(diǎn)：在圖3.1所示三相四線制供電電源中，將三個(gè)繞組

48、的末端U2、V2、W2連接在一起的點(diǎn)。實(shí)際應(yīng)用中常將該點(diǎn)接地，所以也稱為零點(diǎn)。5中性線：從中性點(diǎn)（或零點(diǎn)）引出的導(dǎo)線，也稱零線、地線。用字母N表示。6端線（相線）：三個(gè)繞組的始端引出的導(dǎo)線，也稱火線。分別用字母U1、V1、W1表示。7三相三線制：如果只將三相繞組按星形聯(lián)結(jié)而并不引出中性線的供電方式。8相電壓：將負(fù)載連接到每相繞組兩端（即連接在端線和中性線之間），負(fù)載可得到的電壓，用UP表示。其正方向規(guī)定由繞組始端指向末端，其瞬時(shí)值表達(dá)式為uU =UP sin w tuV = UP sin ( w t -p )uW = UP sin ( w t -p )其波形圖和矢量圖如圖3.2所示。（a）波形

49、圖 （b）矢量圖圖3.2三相電源相電壓波形和矢量圖9線電壓：將負(fù)載連接到兩相繞組端線之間（任意二根端線之間），負(fù)載得到到的電壓，用UL表示，其瞬時(shí)值表達(dá)式為uUV = uU - uVuVW = uV - uWuWU = uW - uU用矢量法進(jìn)行計(jì)算UUV = UU UVU VW = UV UWUWU = UW UU矢量圖如圖3.3所示。圖3.3三相電源相、線電壓關(guān)系10相電壓和線電壓關(guān)系UUV = UUUVW = UVUWU = UW或U L= U P結(jié)論：（1）三個(gè)線電壓有效值相等，都等于相電壓的倍，在相位上分別超前對(duì)應(yīng)的相電壓 p。各線電壓的相位差亦是 p（120°）。（2）三

50、相四線制供電方式，不但相電壓對(duì)稱，而且線電壓也是對(duì)稱的。例3.1三相四線制供電系統(tǒng)，已知相電壓為220 V，試求線電壓為何值？解 UL = UP = ´ 220V = 380 V【四、小結(jié)】1三相交流電源是指三個(gè)頻率相同、最大值相同、相位互差120o的單相交流電源按一定方式組合成的電源系統(tǒng)。2三相交流電源的三相四線制供電系統(tǒng)可提供兩種等級(jí)的電壓：線電壓和相電壓。其關(guān)系為：UL = U P，各線電壓超前對(duì)應(yīng)的相電壓30o。3線電壓：任意兩根端線之間的電壓。4相電壓：任意一根端線與中性線之間的電壓?！疚濉⒘?xí)題】思考與練習(xí)：2-29；2-30【課題】2.6.2三相負(fù)載的連接【教學(xué)目標(biāo)】解釋

51、三相交流電路中三相負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)和中性線的作用。描述三相交流電路中三相對(duì)稱負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)。【教學(xué)重點(diǎn)】1三相負(fù)載星形聯(lián)結(jié)。2中性線的作用?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】1中性線的作用。2三相負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)分析。【教學(xué)方法】講授法（主要是啟發(fā)式講解）、多媒體課件【教學(xué)課時(shí)】2課時(shí)【教學(xué)過程】【一、復(fù)習(xí)】1三相交流電源的概念。2相電壓和線電壓的概念及相互關(guān)系?！径?、引入新課】三相交流電路可分成三相交流電源系統(tǒng)和三相交流負(fù)載系統(tǒng)。企業(yè)供電時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考察其三相交流負(fù)載的情況，只有這樣才能安全供電、節(jié)約用電和計(jì)劃用電?！救?、講授新課】2.6.2.1三相負(fù)載星形聯(lián)結(jié)及中性線作用1三相負(fù)載：由三相電源供電的負(fù)載。2三相對(duì)稱負(fù)載：它們的每一相阻抗是完全相同的（例如三相交流電動(dòng)機(jī)）。3三相不對(duì)稱負(fù)載：它們的每一相阻抗是不相等的（例如家用電器和電燈，這類負(fù)載通常是按照盡量平均分配的方式接入三相交流電源）。三個(gè)單相負(fù)載分別連接在對(duì)應(yīng)相電壓上，采用的是三相四線制供電方式。兩類三相負(fù)載星形聯(lián)結(jié)接線圖如圖3.4所示。圖3.4三相負(fù)載星形聯(lián)結(jié)4線電流：在圖3.5（a）電路圖中，三根端線上的電流iU、iV、iW。5相電流：在圖3.5（a