汽車(chē)電工電子基礎(chǔ)電子教案14RLC串聯(lián)正弦交流電路

課題二單相正弦交流電路教案編號(hào)14模塊二RLC串聯(lián)正弦交流電路課時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)【知識(shí)目標(biāo)】理解RLC串聯(lián)電路的分析方法。了解RLC串聯(lián)電路的阻抗、電壓三角形、阻抗三角形、功率三角形的概念?！炯寄苣繕?biāo)】能分析簡(jiǎn)單基本交流電路?！厩楦心繕?biāo)】培養(yǎng)學(xué)生能靈活運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。教學(xué)重點(diǎn)RLC串聯(lián)電路的阻抗、電壓三角形等概念的理解。難點(diǎn)掌握RLC串聯(lián)電路的分析方法。課前準(zhǔn)備教師準(zhǔn)備RLC交流電的相關(guān)視頻及圖片。學(xué)生預(yù)習(xí)RLC電路。教學(xué)方法①講授法②比較分析、發(fā)現(xiàn)法③視頻演示法作業(yè)布置教學(xué)反思教學(xué)內(nèi)容或教學(xué)過(guò)程教學(xué)設(shè)計(jì)意圖一、課程思政三分鐘二、新課導(dǎo)入1、播放試電筆的工作原理的視頻2、學(xué)生談看后的感受3、師簡(jiǎn)介視頻的內(nèi)容并小結(jié)教師通過(guò)視頻實(shí)例，日常生活和工作中接觸到的白熾燈、電燙斗等只含有電阻負(fù)載，而熒光燈、電風(fēng)扇、吸塵器等既含有電阻負(fù)載又含有電容或電感負(fù)載。不同的負(fù)載在交流電作用下顯現(xiàn)不同的特性，通過(guò)本任務(wù)學(xué)習(xí)，來(lái)認(rèn)識(shí)交流電路中電阻、電容和電感的特性。三、新課講授1、RLC串聯(lián)正弦交流電路（1）概念由電阻、電容和電感串聯(lián)組成的交流電路，稱(chēng)為RLC串聯(lián)電路（2）RLC串聯(lián)電路的特點(diǎn)通過(guò)RLC串聯(lián)電路的電流解析式為i=Imsinωt=Isinωt則電阻兩端的電壓解析式為uR=URmsinωt=URsinωt電感兩端的電壓解析式為uL=ULmsin(ωt+)=ULsin(ωt+)電容兩端的電壓解析式為UC=UCmsin(ωt-)=UCsin(ωt-)（3）RLC串聯(lián)電路的電壓關(guān)系(a)UL＞UC(b))UL＜UC(c)UL＝UC圖2-26RLC串聯(lián)電路相量圖①電壓與電流的相位關(guān)系由圖2-28（a）可知，當(dāng)XL＞XC時(shí)，UL＞UC，此時(shí)電路總電壓u超前電流i銳角，電路呈電感性，稱(chēng)為電感性電路；由圖2-28（b）可知，當(dāng)XL＜XC時(shí)，UL＜UC，此時(shí)電路總電壓u滯后電流i銳角，電路呈電容性，稱(chēng)為電容性電路；由圖2-28（c）可知，當(dāng)XL＝XC時(shí)，UL＝UC，此時(shí)電感L與電容C兩端的電壓大小相等、方向相反，電路總電壓等于電阻上的電壓?？傠妷号c電流相位相同。把RLC串聯(lián)電路中總電壓與電流相位相同，電路呈電阻性的狀態(tài)稱(chēng)為串聯(lián)諧振。②電壓與電流的大小關(guān)系根據(jù)電壓三角形如圖2-27(a)所示，總電壓有U==I=I=I∣Z∣∣Z∣=I=其中，∣Z∣叫做電路的總阻抗，單位為Ω；X=-叫做電抗，它是電感與電容共同作用的結(jié)果，單位也為Ω。由電阻R、電抗XL-XC為直角邊，阻抗∣Z∣為斜邊構(gòu)成了一個(gè)直角三角形，稱(chēng)為阻抗三角形，如圖2-27(b)所示，可以看出阻抗三角形與電壓三角形相似，電壓三角形各邊除以電流I就得到了阻抗三角形。在阻抗三角形中，R與∣Z∣的夾角叫做阻抗角，其大小等于電壓與電流的相位差。（a）電壓三角形（b）阻抗三角形圖2-27RLC串聯(lián)電路電壓三角形和阻抗三角形2、.RLC串聯(lián)電路的功率（1）有功功率有功功率是指電阻消耗的功率，即PR=URI=UIcos（2）無(wú)功功率無(wú)功功率是指電感、電容共同存在時(shí)的無(wú)功功率，用符號(hào)Q來(lái)表示，即Q=｜UL-UC｜I=UIsin電感、電容在儲(chǔ)能過(guò)程中，電感與電容之間、電感、電容與電源之間不斷地進(jìn)行能量交換，還起著改善電路的功率因數(shù)、改變電路性能的作用。（3）視在功率視在功率是指電路中的總電壓有效值與電流有效值的乘積，用符號(hào)S表示，單位為伏安（V·A）或千伏安（kV·A），即S=UI視在功率表征電源提供的總功率，也用來(lái)表示交流電源的容量。將電壓三角形各邊同時(shí)乘以電流有效值I，就得到了RLC串聯(lián)電路的功率三角形，如圖2-28所示。圖2-28RLC串聯(lián)電路的功率三角形由功率三角形可知：S=P=ScosQ=Ssin3、功率因數(shù)為了表征電源功率被利用的程度，把有功功率與視在功率的比值稱(chēng)為功率因數(shù)，用λ或cos表示，即cos=對(duì)于同一個(gè)電路，電壓三角形、阻抗三角形和功率三角形都相似，所以cos===四、練習(xí)與檢測(cè)1、RLC串聯(lián)交流電路的特點(diǎn)。2、RLC串聯(lián)正弦交流電路的電壓