正弦交流电教学设计

计划课时

1

授课时间

20XX年4月15日

1、教学分析

1、教材分析

本课程是初级维修电工的考试科目，《正弦交流电基本知识》位于国家职业资格培训课程系列《维修电工》第二编第三章第一节。第三章交流电路共包含7节教学内容，知识理论性较为丰富，知识的基本跨度性较大，需对教学内容进行适当的删减，使得低基础甚至零基础的学员能够更好地接收教学内容。

2、学情分析

电工培训班的学员中有大部分是低基础或零基础，只要少数的学员对于电工专业知识稍微有一些基础。学员上课纪律良好，学习较为积极，但学员对于理论的理解能力相对薄弱，教师需要采用讲练结合的方式，使得学生能够掌握所学的理论知识，并运用到实操当中。

3、教学重、难点

重点：正弦交流电的三要素。

难点：1 相位差的理解及判断。

2 有效值概念的理解。

四、教学过程及内容

教学过程

教学内容

目标

提出问题，引导讨论

1 什么叫直流电？

（大小和方向都不随时间变化的电流、电压或电动势统称为直流电）

2 什么叫交流电？其如何分类？

（大小和方向都随时间发生变化的电流、电压或电动势统称为直流电。其分类如下：）

学生通过讨论、总结，掌握直流电与交流电的区别以及交流电的分类。

导入新课

一、 交流电概述

在直流电路中，电流、电压、电动势等大小和方向都不随时间而变动，如图所示。

实际上在很多情况下，电路中电流、电压、电动势都是随时间而变动的，有时不仅大小随时间在变动，而且方向也可能不断反复交替地变动着。电流、电压、电动势的大小和方向随时间做周期性变化，这样的电流、电压、电动势统称为交流电。

图(b)是一个周期里变化的电流i的波形。

二、正弦交流电的产生：

如图交流发电机结构与原理示意图（d）（e）

由于发电机线圈cd边切割磁力线运动，所以其产生的感应电动势为：

（d） （e）

交流发电机原理示意图

同理，线圈ab边产生的感应电动势为

所以整个线圈产生的感应电动势为

上式中，是感应电动势的最大值，又叫振幅。

可见，交流发电机产生的电动势按正弦规律变化，可以向外电路输送正弦交流电。

学员熟记正弦交流电的概念及波形图，了解正弦交流电的产生。

知识拓展

三、交流电的有效值

1、引言：

交流电和直流电具有不同的特点，但是从能量转换的角度来看，两者是可以等效的。为此，引入一个新的物理量——交流电的有效值。

2、概念：

一个直流电流与一个交流电流分别通过阻值相等的电阻，如果通电的时间相等，在电阻上产生的热量也相等，那么直流电的数值就叫做交流电的有效值。其用大写字母来表示。理论和

实验表明，正弦交流电的有效值与最大值的关系如下

3、注意：

1）有效值和最大值是从不同角度反映交流电强弱的物理量。通常所说的交流电的电流、电压、电动势的值，如不作特殊说明都是指有效值。

2）在选择电器的耐压时，必须考虑电压的最大值。

3）人们常说的交流电压220V、380V指的就是有效值。电气设备铭牌上所标的电压、电流值以及一般交流电表所测的数值也都是有效值。总之，凡涉及交流电的数值，只要没有特别说明的均指有效。

四、正弦交流电的周期、频率和角频率

1、周期：

完成一次周期性变化所需用的时间叫做周期，用T表示，其单位是秒（s）。如图所示

正弦交流电的周期

2、频率：

交流电在单位时间内（1s）完成周期性变化的次数叫做频率，用字母f表示，其单位是赫兹，符号为Hz。此外频率还有常用单位千赫（kHz）和兆赫(MHz)：

显然，周期和频率之间有倒数关系

我国发电厂发出交流电的频率都是50Hz，习惯上称之为“工频”。

3、角频率：

单位时间内电角度的变化量叫做角频率，用字母ω表示，其单位是弧度每秒，符号为rad/s 。

显然，角频率和周期、频率有如下关系

注意：

周期、频率和角频率都是反映交流电变化快慢的物

理量。

五、相位

任意t时刻，发电机线圈平面与中性面的夹角叫做交流电的相位。当t = 0时的相位，即叫做初相位，它反映了正弦交流电起始时刻的状态。

相位是表示正弦交流电在某一时刻所处状态的物理量，

它不仅决定瞬时值的大小和方向，还能反映正弦交流电的变化趋势。

注意：

前面所学的最大值、频率（或周期、角频率）和初相统称为正弦交流电的三要素。对于已知的正弦交流电，这三者缺一不可。

通过学习，加深学员对于正弦交流电的各种物理量的理解。

课堂小结，加深理解

小结：

1、正弦交流电的解析式：。

2、周期和频率之间有倒数关系，角频率和周期、频率有如下关系。

3、最大值、频率（或周期、角频率）和初相统称为正弦交流电的三要素。

加深学员对于本节课理论知识的理解。

巩固练习，加强记忆

练习题库习题40—47，12—117

加深学员对于本节课理论知识的理解。