電工學(第五版)教案

武漢工程職業(yè)技術(shù)學院〔鐵山校區(qū)培訓部教案〕適用工種：B類員工培訓班 級：程潮鐵礦、金山店鐵礦B類員工培訓班任課教師：付斌日 期：2023-810一二年下學期教學進度打算表教材名稱電工學教材版本中國勞動社會保障出版社任課教師：付斌 班級：B教材名稱電工學教材版本中國勞動社會保障出版社時間章節(jié)內(nèi)容課時第一天直流電路、磁場與電磁感應6其次天單相、三相溝通電路6第三天變壓器與溝通異步電動機62第一章直流電路本章教學要求:1、了解電路的組成和狀態(tài)，理解有關(guān)根本物理量的定義，熟記它們的單位和符號；2、把握歐姆定律，生疏電路的三種狀態(tài)。3、了解電流熱效應的應用與危害，了解負載額定值的意義；4、嫻熟把握電阻串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)電路的特點及其應用；5、了解基爾霍夫定律。6、會用萬用表測量電壓、電流和電阻。重點：電路的根本定律〔歐姆定律、基爾霍夫定律；電位的計算。3、電阻串并聯(lián)計算。難點：電源與負載電壓方向的判別方法；基爾霍夫電壓方程的列寫。教學方法：講授法、講練結(jié)合、啟發(fā)式§1-1電路及其根本物理量肯定方式組合而成。1、電路的作用實現(xiàn)電能的傳輸、安排與轉(zhuǎn)換3實現(xiàn)信號的傳遞與處理2、電路的組成和狀態(tài)組成局部：電源、負載、導線、掌握裝置。狀態(tài)：通路、開路〔斷路、短路二、電流1、電流的形成：電荷有規(guī)章的定向移動形成電流。2、電流的大?。菏侵竼挝粫r間內(nèi)通過導體橫截面的電荷，即I=Q/t，電流用符號I表示，單位是安培。3、電流的方向：正電荷移動的方向。4、電流的換算關(guān)系：1kA103A 1mA10-3A 1μA10-3mA10-6A1、電壓概念：電場力將單位正電荷從a點移到ba、b兩點的電壓，用ab表示。電壓單位是伏特。方向：高電位低電位，電位降低的方向。換算關(guān)系：41kV103V 1mV10-3V 1μV10-3mV10-6V2、電動勢正極所做的功，是衡量電源移動正電荷的力量的物理量，符號為E，單位為伏特V。方向：在電源內(nèi)部由負極指向正極。3、電位概念：電路中某點與參考點之間的電壓稱為該點的電位。選定參考點電位為零，電位的單位也是伏特。間的電位差，即Uab=Ua-Ub，故電壓又稱電位差。舉例：Ua=10V，Ub=-10V，Uc=5VUab和Ubc各為多少？解：依據(jù)電位差與電位的關(guān)系可知：Uab=Ua-Ub=10-〔-10〕=20V；Ubc=Ub-Uc=-10-5=-15V課堂練習：課本P302§1-2電阻一、電阻與電阻率1、電阻概念：導體對電流的阻礙作用稱為電阻，用符號R表示。其Ω〔歐姆。2、電阻單位的換算關(guān)系：1kΩ103Ω

1MΩ103kΩ106Ω3、電阻率：長度為1m、截面為1mm2的導體，在肯定溫度下的電阻值，5。注：純金屬的電阻率很小，絕緣體的電阻率很大。銀是最好的導體，但價格昂貴而很少承受，目前電氣設(shè)備中常承受導電性能良好的銅、鋁作導線。4、電阻與電阻率的關(guān)系：L〔,R ρLS即：二、電阻與溫度的關(guān)系金屬的電阻率隨溫度上升而增大，電解液、半導體和絕緣體的電阻率則隨溫度上升而減小。三、電阻的測量電阻的測量使用電阻計〔歐姆表〕進展測量，測量時應留意：1、切斷電路上的電源。2、使被測電阻的一端斷開。3、避開把人體的電阻量入。本章教學要求：1、了解直線電流、環(huán)形電流所產(chǎn)生的磁場，會用安培定則〔右手定則〕推斷磁場的方向。2、理解磁感應強度、磁通和磁導率的概念。36向。4、理解電磁感應的概念，把握楞次定律和法拉第電磁感應定律。5、理解自感系數(shù)和互感系數(shù)的概念，了解自感現(xiàn)象和互感現(xiàn)象的應用，會推斷和測定互感線圈的同名端。重點：電磁感應、安培定則、左手定則難點：磁場的主要物理量、楞次定律教學方法：講授法、講練結(jié)合§2-1一、磁的幾個根本概念1、磁性：能夠吸引鐵、鎳、鈷及其合金的性質(zhì)。2、磁體：具有磁性的物體，也稱磁鐵。3、磁極：磁體兩端磁性最強的局部。任何磁體都具有兩個磁極，分別是北極〕和南極S。4、磁極間的相互作用力：同性磁極相互排斥，異性磁極相互吸引。5、磁場：磁體四周空間中存在著的一種特別物質(zhì)。磁極間的作用力就是通過磁場傳遞的。6、磁感線：為了形象地描述磁場分布而畫出的一些有方向的曲線。73①磁感線是互不穿插的閉合曲線；在磁體外部由NS體內(nèi)部由SN②磁感線上任一點的切線方向，就是該點的磁場方向。③磁感線越密，磁場越強；磁感線越疏，磁場越弱。二、電流的磁場通電導體四周產(chǎn)生磁場的現(xiàn)象稱為電流的磁效應。其磁場方向用右手螺旋定則〔安培定則〕來推斷。則四指彎曲的方向就是磁感線的圍繞方向。7〔螺線管〕產(chǎn)生的磁場方向：右手握住通電螺線管，讓彎曲的四指指向電流方向，則大拇指所指的方向就是磁場的北極方向?！?-2磁場的主要物理量1、磁感應強度〔B〕在磁場中，垂直于磁場方向的通電導線，所受電磁力FI線長度LILBB=F/IL。單位是特斯拉，簡稱特T。磁感應強度BB也等于通過垂直于磁場方向單位面積的磁力線數(shù)目，B的方向用右手螺旋定則確定。2、磁通〔Φ〕磁通是反映磁場在某一范圍內(nèi)的分布及變化狀況的物理量。均勻磁場中磁通Φ等于磁感應強度BSΦ=BS。單位是韋伯(Wb)。3、磁導率〔μ〕磁導率μ表示物質(zhì)的導磁性能，單位是亨/米(H/m)。真空的磁導率為μ4π×10-7H/m。將物質(zhì)磁導率與真空磁導率的比值稱為相對磁導率〔μO，則μr r

=μ/μO4、物質(zhì)的分類〔按相對磁導率的大小〕①順磁物質(zhì)〔μ>1；②反磁物質(zhì)〔μ<；③鐵磁物質(zhì)〔μ>>〕r r r5、磁化：使原來沒有磁性的物質(zhì)具有磁性的過程。本章教學要求：1〔〔解析式、波形圖、相量圖。82純電感、純電容溝通電路及電阻、電感與電容串聯(lián)溝通電路，能做簡潔計算。3、了解提高功率因素的意義和一般方法。4、了解常用照明電路的有關(guān)學問。把握白熾燈、熒光燈、兩雙聯(lián)開關(guān)掌握一盞燈的原理圖和接線方法。重點：運用相量圖分析溝通電路難點：正弦溝通量之間的相位差、無功功率、功率因素教學方法：講授法、講練結(jié)合§3-1溝通電的根本概念課前預備：手搖發(fā)電機模型一、溝通電的概念電壓或電流的大小和方向都不隨時間而變化的稱為穩(wěn)恒直流電。電壓或電流的大小和方向按正弦規(guī)律變化的稱為正弦溝通電。表達式為：u=Usi〔t+θ；i=Isi〔tθ。波形圖如下圖：m m二、溝通電的產(chǎn)生溝通電可由溝通發(fā)電機或振蕩器產(chǎn)生?！舱袷幤魇且环N能量轉(zhuǎn)換裝置——將直流電能轉(zhuǎn)換為具有肯定頻率的溝通電能。其構(gòu)成的電路叫振蕩電路〕e=Esinωtm9三、正弦溝通電的周期、頻率和角頻率1、周期T：電流電每重復變化一次所需的時間，單位是秒s。21s〔H周期和頻率互為倒數(shù)，即T=1/ff=1/T50Hz。3、角頻率〔ω/秒rad/計算公式為ω=2πf=2π/T四、正弦溝通電的最大值、有效值1m示，如Em、Um、Im。2、有效值：使溝通電和直流電加在同樣阻值的電阻上，假設(shè)在一樣的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這始終流電的大小叫做相應溝通電的有效值。有效值用大寫字母表示，如E、U、I。3、有效值和最大值的關(guān)系：有效值=最大值/√2舉例應用：如以下圖所示的波形圖中，試求T、f、ω和I五、正弦溝通電的相位與相位差1、相位：正弦量在任意時刻的電角度，也稱相角，用〔ωt+θO

〕表示。初相是t=0時的相位。如溝通電u=311sin〔314t+60°〕V的相位是〔314t+6°，初相是6°。2、相位差：兩個同頻率正弦量的相位之差，其值等于它們的初相之差。如u=Usin〔ωt+θ〕m ui=Isin〔ωt+θ〕m i

〕=θ-θu i u i兩正弦量有相位差的前提：兩者的角頻率必需相等。u、i u u、i ui iO ωt O ωtu與i同相 (b) u超前iu、i

u u、i ui i10O ωt O ωt§3-2正弦溝通電的相量圖表示法一、表示正弦溝通電的方法1、解析式。例如u=Usin〔ωt+θ〕m u2、波形圖。例如下圖:3、相量圖。例如下圖:二、相量圖(矢量圖)1、旋轉(zhuǎn)矢量與波形圖的關(guān)系2、應用相量圖時留意以下幾點①同一相量圖中，各正弦溝通電的頻率應一樣。②同一相量圖中，一樣單位的相量應按一樣比例畫出。③一般取直角坐標軸的水平正方向為參考方向，逆時針轉(zhuǎn)動的角度為11正，反之為負。④用相量表示正弦溝通電后，它們的加、減運算可按平行四邊形法則進展。3、舉例試畫出u=3√2sin(314+30°)Vu

=4√2sin(314-60°)V1向量圖表示u+u1 2

2本章教學要求：12質(zhì)，并會進展簡潔計算。3、了解發(fā)電、輸電和配電的概況。4、把握安全用電的一般學問。重點：三相溝通電的特點；三相負載的連接方式；安全用電常識難點：線電壓和相電壓關(guān)系的應用、線電流和相電流關(guān)系的應用教學方法：講授法、講練結(jié)合、引導式§4-1三相溝通電一、三相溝通電的三個優(yōu)點1、三相發(fā)電機比體積一樣的單相發(fā)電機輸出的功率要大。2運轉(zhuǎn)時比單相發(fā)電機的振動要小。3、在同樣條件下輸送同樣大的功率時，特別是在遠距離輸電時，三相輸電比單相輸電節(jié)約材料。12二、三相溝通電動勢的產(chǎn)生4-1的三個對稱正弦溝通電動勢分別為：e=Esin(ωt)V；e=Esin(ωt-120°)V；e=Esin(ωt+120°)VU m V m W m〔針對性課堂練習：課本P1082〕波形圖 相量圖相序——三個溝通電動勢到達最大值〔或零〕的先后次序。時為正，反之為負。三、三相四線制線電壓：相線與相線之間的電壓。相電壓：相線與中線之間的電壓。U=√3U線 相30°。13舉例某三相對稱負載接在線電壓為380V的三相電源中其中R =6相Ω，X相

=8Ω。試分別計算該負載作星形連接和三角形連接時的相電流、線電流及有功功率。

§4-4 安全用電常識1、觸電方式有三種：單相觸電220、兩相觸電3802、電流對人體的損害：(分電擊和電傷)電擊是電流通過人體內(nèi)部，對人體內(nèi)臟及神經(jīng)系統(tǒng)造成破壞。電傷入皮膚等。330mA40mA42kΩ，800Ω。536V48V二、防止觸電的技術(shù)措施1、保護接地：將電氣設(shè)備的金屬外殼與大地牢靠地連接。它適用于中性點不接地的三相供電系統(tǒng)。2中的零線相接。承受保護接零須留意事項：①保護接零只能用于中性點接地的三相四線制供電系統(tǒng)。②接零導線必需結(jié)實牢靠，防止斷線、脫線。③零線上制止安裝熔斷器和單獨的斷流開關(guān)。④零線每隔肯定距離要重復接地一次。一般中性點接地要求接地電阻小于10Ω。⑤接零保護系統(tǒng)中的全部電氣設(shè)備的金屬外殼都要接零，絕不行以一局部接零，一局部接地。3、家庭安全用電144、漏電保護器原理圖：

家庭配電示意圖三、安全用電留意事項推斷電線或用電設(shè)備是否帶電，必需用試電器〔或測電筆允許用手觸摸。制止合閘”的標志。15依據(jù)需要選擇熔斷器的熔絲粗細，嚴禁用銅絲代替熔絲。安裝照明線路時，開關(guān)和插座離地一般不低于1.3m。不要用濕手去摸開關(guān)、插座、燈頭等，也不要用濕布去擦燈泡。在電力線路四周，不要安裝電視機的天線；不放風箏、打鳥；更不能向電線、瓷瓶和變壓器上扔物品。在帶電設(shè)備四周嚴禁使用鋼板尺，鋼卷尺進展測量工作。覺察電線或電氣設(shè)備起火，應快速切斷電源，在帶電狀態(tài)下，決不能用水或泡沫滅火器滅火。發(fā)生觸電事故時，首先要使觸電者快速脫離電源。本章教學要求：1、了解變壓器的根本構(gòu)造。2、把握變壓器的電壓變換、電流變換和阻抗變換的關(guān)系。3、了解幾種常用變壓器的構(gòu)造特點及其應用。4、了解三相籠型異步電動機的根本構(gòu)造和工作原理。5、生疏三相籠型異步電動機銘牌數(shù)據(jù)的意義。重點：變壓器原理；三相籠型異步電動機的根本構(gòu)造和銘牌。難點：三相籠型異步電動機的工作原理教學方法：講授法、實物和試驗演示、講練結(jié)合§5-1變壓器課前預備：小型變壓器模型一、變壓器的作用1、主要功能是轉(zhuǎn)變溝通電壓的大小。162、轉(zhuǎn)變電流、變換阻抗等。二、變壓器的構(gòu)造1、主要組成局部：鐵心和繞組鐵心：變壓器的磁路通道，同時也是變壓器的骨架。為了減小渦流和磁滯損耗，鐵心通常由磁導率較高又相互絕緣的薄硅鋼片疊合而成。繞組：變壓器的電路局部。由絕緣良好的漆包線或紗包線繞制而成。工作時與電源相連的繞組稱為一次繞組，與負載相連的線圈稱為二次繞組。2、變壓器符號：3〔如5-3〕1、變壓原理：U E NU1E1N12 2 2抱負變壓器一次、二次繞組端電壓之比等于繞組的匝數(shù)比。2、變流原理：

I U NI1U2N22 1 1變壓器工作時，一次、二次繞組中的電流跟匝數(shù)成反比。3、變換阻抗原理:17如圖把帶負載的變壓器看成是一個的負載，并用RLL 1 2

R(由于I2L 1

L 2

R；I/I=N/N)L 1 2 2 1R′是RL

在變壓器一次側(cè)中的溝通等效電阻。四、常用變壓器1、三相變壓器：有三相干式變壓器和三相油浸式變壓器2、電焊變壓器:3、互感器和鉗形電流表18§5-2三相異步電動機課前預備：電動機模型一、三相籠型異步電動機的構(gòu)造1、定子：電動機靜止局部，包括機座、定子鐵心和定子繞組。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。2、轉(zhuǎn)子：電動機的旋轉(zhuǎn)局部，包括轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組。產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。5-161、工作原理:〔受到電磁力的作用而偏轉(zhuǎn)〕2、三相異步電動機的極數(shù)和轉(zhuǎn)速:異步電動機的轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)速n〔又稱同步轉(zhuǎn)速，旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)0速與電動機的轉(zhuǎn)速