单相正弦交流电路

第六章单相正弦交流电路【课题】6.1正弦交流电路的基本物理量【教学目标】描述正弦交流电的基本概念。了解正弦量的三要素。【教学重点】正弦交流电的三要素。【教学难点】正弦交流电的角频率、有效值、相位、初相位和相位差。【教学过程】【一、复习】正弦函数及表达形式。【二、引入新课】本节内容是正弦交流电的基础知识，是单相正弦和三相正弦交流电路的基础。要特别注意正弦交流电的“三要素”的理解和掌握。【三、讲授新课】6.1.1交流电的基本概念（1）交流电：大小和方向随时间作周期性变化，并且在一个周期内的平均值为零的电压、电流和电动势。图6.1画出了直流电和几种交流电的波形。图6.1直流电和交流电的波形（2）直流电和交流电的表示：直流电的物理量用大写字母表示，例如：E、I、U等；交流电的物理量用小写字母表示，例如e、i、u。（3）交流电的参考方向：如图6.2所示为交流电的参考方向。图中标出的us、i、u的方向均为参考方向，它们的实际方向是在不断反复变化的，与参考方向相同的半个周期为正值，与参考方向相反的半个周期为负值。图6.2交流电的参考方向6.1.2正弦交流电相关量1周期：交流电变化一个循环所需要的时间，如图6.3所示。2频率：交流电在单位时间内（每秒钟）完成的周期数，单位是赫兹（Hz）。频率和周期是互为倒数，即f = 图6.3正弦交流电的波形3角频率：发电机的转子转动一圈,正弦交流电就变化一个周期,即交流电的电角度变化了2弧度或360.我们把正弦交流电在一秒内变化的电角度,.称为正弦交流电的角频率.单位时间内变化的角度（以弧度为单位），单位是弧度/秒（rad / s）。角频率与周期T、频率f之间的关系为w = 2pf例6.1我国供电电源的频率为50Hz，称为工业标准频率，简称工频，其周期为多少？角频率为多少？解 T = s = 0.02sw = 2 p f =2 3.14 50 rad / s = 314 rad / s即工频50 Hz的交流电，每0.02 s钟变化一个循环，每秒钟变化50个循环。4瞬时值：交流电每一瞬时所对应的值。5最大值：交流电在一个周期内数值最大的值。6有效值：规定用来计量交流电大小的物理量。如果交流电通过一个电阻时，在一个周期内产生的热量与某直流电通过同一电阻在同样长的时间内产生的热量相等，就将这一直流电的数值定义为交流电的有效值。正弦交流电的有效值和最大值之间的关系为 = 0.707 Im一般情况下，人们所说的交流电流和交流电压的大小以及测量仪表所指示的电流和电压值都是指有效值。例6.2我国生活用电是220 V交流电，其最大值为多少？解 Um =U = 220 V = 311 V7相位：正弦交流电流在每一时刻都是变化的，（t+0）是该正弦交流电流在t时刻所对应的角度。8初相角：t = 0所对应的角度0。6.1.3正弦交流电的表示法1波形图表示法 波形图表示正弦交流电：如图6.4所示。图6.4正弦交流电的波形表示法图中直观的表达出被表示的正弦交流电压的最大值Um，初相和角频率（ = 2p f）。2解析式表示法用解析式表示正弦交流电为u = Um sin（w t +0）= Um sin式中 a = w t + 0，为该正弦交流电压的相位（为角频率，0为初相角）；Um为最大值。【四、小结】1正弦量的三要素：频率、幅值和初相位。2初相位是确定正弦量初始值的，而且初相位因计时起点（ t = 0 ）取得不同而不同；3相位差是两个同频正弦交流电的初相位之差，它不随计时起点而变化；4初相位、相位差和相位都是电角度，但意义是不同的。5正弦交流电可以用波形表示法、解析式表示法和矢量表示法来描述。【五、习题】一、判断题：4、5、6；二、选择题：1、2、3、4；三、计算题：1、2。3