电工技术基础与应用（高职）全套教学课件

电工技术基础与应用全套可编辑PPT课件全课导航直流电路01正弦交流电路02三相交流电路03磁路与变压器04交流异步电动机05低压电器及其应用06电气安全防护07室内照明电路08项目1直流电路目录认识电路的基本物理量01认识基本的电路元件02分析与测量直流电路03直流电路是最基本的电路，它在日常生活和生产中的应用随处可见，家用照明灯、直流电动机、手电筒等都是由直流电路构成的。直流电路中的一些定律与定理在其他电路中也同样适用。本项目主要介绍电路及其基本元件的基本知识，以及直流电路的分析与测量方法。项目导读直流电路知识目标技能目标素质目标了解电路的组成掌握电路基本物理量的计算与测量方法掌握电路基本元件的特性与分析方法掌握直流电路常用的分析方法能够正确、熟练地使用数字万用表能够正确测量电路的基本物理量能够正确测量电路基本元件的伏安特性能够通过对直流电路的检测来验证基尔霍夫定律和叠加定理等树立勇于探索、追求真理的职业精神养成坚持不懈、刻苦钻研的工作作风任务1.1认识电路的基本物理量任务工单——测量直流电路的电压及电位相关知识任务引入手机已成为人们的生活必需品，不同品牌的手机所配备的充电器也不尽相同。手机充电器是先将220V交流电转换成低压直流电，然后为手机电池充电的。目前，常见的手机充电器有5V、2A和9V、2A两种充电模式，两者的充电电压有所不同，不同的充电电压有着不同的充电效果。请选择合适的工具和器材，对直流电路的电压及电位进行测量。任务引入任务内容认识电路的基本物理量学习程度识记理解应用学习任务电流

●

电位与电压

●

电动势

●

电能与功率

●

实训任务测量直流电路的电压及电位

●自我勉励知识与技能要求任务工单——测量直流电路的电压及电位1．知识准备数字万用表可以测量交流/直流电流、交流/直流电压、电阻、温度等，它具有操作方便、读数精确、功能齐全等优点。下面以DY2201数字万用表（见右图）为例，来简单介绍其使用方法和使用注意事项。DY2201数字万用表任务工单——测量直流电路的电压及电位1．知识准备（1）数字万用表的使用方法①测量电流的操作步骤具体如下。a．将红、黑表笔的接线端分别插入电流测量输入口（根据预估电流的量级，插入标有“mA”或“20A”的电流测量输入口）和公共输入口。b．估算电流大小，将旋转开关转至相应的电流挡。当无法确定电流大小时，可将旋转开关转至量程较大的电流挡，并在测量过程中依次降挡。c．将红、黑表笔与待测电路连接，然后看显示屏读数即可。当读数为0时，说明电流挡的量程过大，此时应降挡；当读数为1时，说明电流挡的量程过小，此时应升挡；当读数前面有短画线符号时，说明电流实际方向与表笔所测方向相反。DY2201数字万用表任务工单——测量直流电路的电压及电位1．知识准备（1）数字万用表的使用方法②测量电压的操作步骤具体如下。a．将红黑表笔的接线端分别插入电阻/电压等测量输入口和公共输入口。b．估算电压大小，将旋转开关转至相应的电压挡。当无法确定电压大小时，可将旋转开关转至量程较大的电压挡，并在测量过程中依次降挡。c．将表笔与待测电路连接，然后看显示屏读数即可。当读数为0时，说明电压挡的量程过大，此时应降挡；当读数为1时，说明电压挡的量程过小，此时应升挡；当读数前面有短画线符号时，说明电压实际方向与表笔所测方向相反。DY2201数字万用表任务工单——测量直流电路的电压及电位1．知识准备（1）数字万用表的使用方法③测量电阻的操作步骤具体如下。a．将红、黑表笔的接线端分别插入电阻/电压等测量输入口和公共输入口。b．估算电阻大小，将旋转开关转至相应的电阻挡。c．将红、黑表笔与待测电路连接，然后看显示屏读数即可。当读数为0时，说明电阻挡的量程过大，此时应降挡；当读数为1时，说明电阻挡的量程过小，此时应升挡。DY2201数字万用表任务工单——测量直流电路的电压及电位1．知识准备（2）数字万用表的使用注意事项①在测量电流、电压时，不能带电调节旋转开关（换量程）。②在选择量程时，要先选大的，再选小的，且尽量使测量值接近量程。③在测量电阻时，应切断加在电阻上的电源，不能带电操作。④使用完毕后，应使旋转开关在交流电压量程最大的挡位或空挡上。任务工单——测量直流电路的电压及电位2．工具和器材准备准备任务实施所需的工具和器材，补全下表。名称规格型号数量名称规格型号数量直流电源

1路直流电路电位/电压测量试验电路板

1块数字万用表

1台DG05试验挂箱

1个直流电压表

1台导线

工具和器材清单任务工单——测量直流电路的电压及电位3．任务实施将DG05试验挂箱的“基尔霍夫定律/叠加定理”电路，按如下图所示电路进行接线。（1）调整直流电源的输出电压，令，；分别将2路直流电源接入电路，即将开关和分别置于电源和侧；将开关置于330Ω电阻侧，3个故障设置按键均不得按下。“基尔霍夫定律/叠加定理”电路任务工单——测量直流电路的电压及电位3．任务实施将DG05试验挂箱的“基尔霍夫定律/叠加定理”电路，按如右图所示电路进行接线。（2）以如右图所示电路中的A点为参考点，分析并计算B、C、D、E、F各点的电位V及相邻两点之间的压、、、、、，并将计算结果记录于右表中；分别测量上述各量，将测量结果记录于右表中；计算测量值与计算值之间的相对误差，分析产生误差的原因。“基尔霍夫定律/叠加定理”电路参考点电位与电压A计算值

测量值

相对误差

D计算值

测量值

相对误差

电位、电压的计算和测量结果任务工单——测量直流电路的电压及电位3．任务实施将DG05试验挂箱的“基尔霍夫定律/叠加定理”电路，按如右图所示电路进行接线。（3）以如右图所示电路中的D点作为参考点，重复步骤（2）的计算和测量，并将计算和测量结果记录于下表中。“基尔霍夫定律/叠加定理”电路参考点电位与电压A计算值

测量值

相对误差

D计算值

测量值

相对误差

电位、电压的计算和测量结果学思践悟数字万用表是一种应用极为广泛的测量仪表，正确使用数字万用表是每个电工技术人员必备的实用技能。试讨论下，使用数字万用表可以解决日常生活中的哪些问题？任务工单——测量直流电路的电压及电位4．任务评价请指导教师按照学生的实际表现情况进行评分，并将评分结果填入下表中。评分表序号内容评分标准满分/分得分/分1平时表现遵守课堂纪律和实训规定，服从教师管理，主动思考并积极参与讨论，否则酌情扣分20

2实际操作正确连接电路，正确使用仪器仪表，否则每错1处扣10分20

3实施结果计算值和测量值正确（相对误差在

以内），否则每错1处扣5分50

4安全文明生产严格执行安全操作规范，否则每错1处扣5分；不得损坏仪器仪表，否则扣10分10

总体评价优

良

中

及格

不及格

注：总体评价中，90～100分为优，80～89分为良，70～79分为中，60～69分为及格，60分以下为不及格。相关知识电流通过的回路称为电路，它既可以实现电能的传输、分配与转换，又可以实现信号的传递与处理。电路的基本物理量有电流、电位与电压、电动势、电能与功率等。1.1.1电流在电场力的作用下，电荷会有规则地定向移动。单位时间内通过导体横截面的电荷称为电流强度，简称电流，用i表示，即式中：

—电流，单位为安（A）；

—电荷，单位为库（C）；

—时间，单位为秒（s）。习惯上规定电流的方向为正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向。大小和方向都不随时间变化的电流称为直流电流，用I表示。于是，上式可写为点拨在电学中，各物理量的表示方法及书写规范规定，不随时间变化的恒定电量或参量通常用大写字母表示，如直流电压和直流电流分别用U和I表示；随时间变化的电量或参量通常用小写字母表示，如交流电压和交流电流分别用u和i表示。相关知识1.1.1电流在国际单位制中，电流的单位为安（A），常用的单位还有毫安（mA）和微安（μA），它们之间的换算关系为在分析简单电路时，可以直观地确定电流的实际方向，但在分析复杂电路时，往往很难判断电流的实际方向。因此，为了方便分析和计算，可以任意选定一个方向作为电流的参考方向。如下图所示，若电流的实际方向与参考方向一致，则电流为正值；若电流的实际方向与参考方向相反，则电流为负值。电流的参考方向可以用箭头表示，也可以用双下标表示。例如，表示电流的参考方向是从a指向b的。电流的方向相关知识1.1.2电位与电压在电路中任选一点作为参考点，则电场力把单位正电荷从某点移动到参考点所做的功称为该点的电位，用v（V）表示，单位为伏（V）。电场力把单位正电荷从a点移动到b点所做的功称为a、b两点间的电压，用表示，即式中：

—电压，单位为伏（V）；

—功，单位为焦（J）；

—电荷，单位为库（C）。习惯上规定电压的实际方向为由高电位端指向低电位端，即电位降低的方向。因此，电路中两点间的电压也可用两点间的电位差来表示，即相关知识1.1.2电位与电压在直流电路中，电压用U表示，常用双下标，如，则在国际单位制中，电压的单位为伏（V），常用的单位还有毫伏（mV）和千伏（kV），它们之间的换算关系为从工程应用的角度来讲，电路中的电压是产生电流的根本原因。电路中两点间的电压是不变的，而各点的电位则随参考点的不同而不同。因此，在研究同一电路系统时，只能选取一个电位参考点。相关知识1.1.2电位与电压与电流类似，在分析电路电压时，也需要先任意选定一个方向作为参考方向。如下图所示，若电压的实际方向与参考方向一致，则电压为正值；若电压的实际方向与参考方向相反，则电压为负值。电压的参考方向可以用极性“”“”表示，也可以用双下标表示。例如，表示电压的参考方向是从a指向b的。电压的方向（a）（b）点拨对电路进行分析计算时，必须先在电路中标出电流、电压的参考方向。因为只有在参考方向标定的情况下，各电量的正、负号才有意义。虽然电路图中电流、电压的参考方向原则上可任意设定，但一经选定，在整个分析计算过程中就不允许再变更，并要以此为标准进行分析计算，最后根据计算结果的正负来确定电流、电压的实际方向。本书电路图上所标出的电流、电压方向均为参考方向。一般来说，同一段电路上电流、电压的参考方向彼此独立，可以各自选定。但为了方便分析，通常使电流、电压的参考方向一致，称为关联参考方向。这时，只需要标出电流或电压参考方向中的一个即可。相关知识1.1.3电动势电动势是指电源内部的非电场力把单位正电荷从低电位b端移动到高电位a端所做的功，用表示，即式中：——电动势，单位为伏（V）；

——功，单位为焦（J）；

——电荷，单位为库（C）相关知识1.1.3电动势电动势是反映电源把其他形式的能转换成电能能力的物理量。电动势的实际方向为由低电位端指向高电位端，即电位升高的方向。电动势（a）（b）电源的电动势和电源两端电压的方向相反开路情况下，电源的电动势和电源两端电压的大小相等，实际方向相反相关知识1.1.4电能与功率1．电能电能是指电以各种形式做功的能力，其大小为一定时间内电路元件（或设备）吸收或释放的电能量，用W表示，即式中：W——电能，单位为焦（J）；U——电压，单位为伏（V）；I——电流，单位为安（A）；t——时间，单位为秒（s）。在电学中，通常用千瓦时（kW•h，又称度）作为电能单位，它与焦的换算关系为相关知识1.1.4电能与功率2．功率单位时间内电流所做的功称为功率，用P表示，即式中：P——功率，单位为瓦（W）；U——电压，单位为伏（V）；I——电流，单位为安（A）。功率反映了电路元件进行能量转换的能力。例如，电灯的功率为100W，表明在1s内该电灯可将100J的电能转换成光能和热能；电动机的功率为1000W，表明在1s内该电动机可将1000J的电能转换成机械能。在计算功率时，令U、I的参考方向一致，若计算的，则说明U、I的实际方向一致，此部分电路为负载性质，消耗功率；若计算的时，则说明U、I的实际方向相反，此部分电路为电源性质，产生功率。因此，从P的正、负就可区分出电路或电路元件的性质。【例1-1】在如图所示的直流电路中，，，，，求各电路元件消耗或产生的功率、、及整段电路的功率P。解：对于元件1，其电流的参考方向和电压的参考方向一致，且有所以元件1消耗的功率为16W。对于元件2，其电流的参考方向和电压的参考方向不一致，且有所以元件2消耗的功率为32W。对于元件3，其电流的参考方向和电压的参考方向不一致，且有所以元件3产生的功率为24W。设消耗功率为正，产生功率为负，则整段电路的功率为

由此可知整段电路的功率。在学习了本节内容后，请你说说电路的基本物理量有哪些？请分别介绍一下。课堂训练课堂小结电流电位与电压电动势电能与功率电路的基本物理量

任务1.2

认识基本的电路元件任务工单——测试电阻的伏安特性相关知识任务引入白炽灯曾是一种普遍使用的照明设备，它是将灯丝通电加热到白炽状态，利用灯丝的热辐射发出可见光来实现照明的。在使用白炽灯进行照明时，常会遇到这样的情况：当电网中突然接入大功率负载时，电网电压便会出现较大波动，此时白炽灯会突然变暗；当电网电压恢复正常后，白炽灯又会恢复为原来的亮度。这是因为白炽灯的灯丝是一种电阻，其两端电压的变化会引起通过其内部的电流发生变化。请选择合适的工具和器材，对电阻的伏安特性进行测试。任务引入知识与技能要求任务内容认识基本的电路元件学习程度识记理解应用学习任务电阻

●

电感

●

电容

●

电源

●

实训任务测试电阻的伏安特性

●自我勉励

任务工单——测试电阻的伏安特性1．知识准备伏安特性是指一种元件两端所加的电压与通过其电流之间的关系。电阻的伏安特性常用纵坐标表示电流、横坐标表示电压，由按照电阻的U－I关系绘制出的曲线（即伏安特性曲线）来表示。由于电阻两端的电压U与通过它的电流I成正比，因此电阻的伏安特性曲线是一条通过原点的直线，该直线的斜率等于电阻的阻值。工具和器材清单2．工具和器材准备准备任务实施所需的工具和器材，补全下表。名称规格型号数量名称规格型号数量直流电源

1路白炽灯12V、0.1A

1组数字万用表

1台线性电阻1kΩ

1个直流电压表

1台导线

直流电流表

1台

3．任务实施1）测试线性电阻的伏安特性如下图所示连接电路，调节直流电源的输出电压U，使直流电压表的读数从0V开始缓慢增大到10V，将不同值所对应的直流电流表读数分别记录于下表中，并绘制线性电阻的伏安特性曲线。线性电阻伏安特性的测试电路（V）0246810（mA）

线性电阻伏安特性的测试结果任务工单——测试电阻的伏安特性3．任务实施2）测试白炽灯的伏安特性线性电阻伏安特性的测试电路白炽灯伏安特性的测试结果将下图中的R换成一盏12V、0.1A的白炽灯，此时直流电压表的读数为白炽灯的端电压。调节直流电源的输出电压U，使从0V开始缓慢增大到5V，将不同值所对应的直流电流表读数分别记录于下表中，并绘制白炽灯的伏安特性曲线。（V）0.10.512345（mA）

任务工单——测试电阻的伏安特性经验传承实施不同任务时，应先估算出电压和电流，然后合理选择仪器仪表的量程，勿使仪器仪表超量程使用；同时，不可把仪器仪表的极性接错。学思践悟几乎在所有的电路中都可以看到电阻的身影，但它们的作用不尽相同。请查阅有关资料，讨论电阻在实际的电路中可以起到哪些作用。4．任务评价请指导教师按照学生的实际表现情况进行评分，并将评分结果填入下表中。评分表序号内容评分标准满分/分得分/分1平时表现遵守课堂纪律和实训规定，服从教师管理，主动思考并积极参与讨论，否则酌情扣分20

2实际操作正确连接电路，正确使用仪器仪表，否则每错1处扣10分20

3实施结果测试结果正确，伏安特性曲线绘制正确，否则每错1处扣5分50

4安全文明生产严格执行安全操作规范，否则每错1处扣5分；不得损坏仪器仪表，否则扣10分10

总体评价优

良

中

及格

不及格

注：总体评价中，90～100分为优，80～89分为良，70～79分为中，60～69分为及格，60分以下为不及格。任务工单——测试电阻的伏安特性相关知识为了便于对实际电路进行分析，通常会对实际电路采用“模型化”处理：用统一规定符号表示的理想电路元件替代实际电路元件，建立实际电路的电路模型。因此，电路模型是由理想电路元件所组成的电路。电路电源负载中间环节向电路提供电能的设备，如发电机、信号源、电池等；电路中接收电能的设备，如电灯、空调、电动机等是各类用电电器的统称连接电源和负载的导线、控制电路通断的开关、检测和保护电路的控制设备及仪器仪表等。相关知识如下图（a）所示为手电筒的实际电路，它由干电池、小灯泡、开关和导线等组成。其电路模型如下图（b）所示，电阻是小灯泡的电路模型，理想电压源和与其相串联的电阻是干电池的电路模型，导线和开关S是中间环节。（a）实际电路手电筒的实际电路与电路模型（b）电路模型电路模型中的理想电路元件简称为电路元件。基本的电路元件有电阻、电感、电容、电压源、电流源等，下面分别进行介绍。相关知识1.2.1电阻1．电阻的特性电阻是一种耗能元件，用R表示，其物理量的单位为欧（Ω）。电阻可分为线性电阻和非线性电阻两种，它们的特性有所不同。

1）线性电阻的特性线性电阻在电路中的图形符号如右图（a）所示，其两端的电压与通过的电流成正比，即

或该式即为欧姆定律。其中，线性电阻R是一个与电压和电流无关的常数，其伏安特性曲线（即电压与电流的关系曲线）是一条通过原点的直线，如右图（b）所示。（a）图形符号（b）伏安特性曲线线性电阻相关知识2）非线性电阻的特性非线性电阻在电路中的图形符号如右图（a）所示，它不遵循欧姆定律，其两端的电压与通过的电流不成正比关系。非线性电阻R不是一个常数，它随电压和电流的变化而变化，其伏安特性曲线是一条通过原点的曲线，如右图（b）所示。（a）图形符号（b）伏安特性曲线非线性电阻1.2.1电阻1．电阻的特性点拨电阻的电压和电流同时出现、同时消失，即电阻的电压和电流无“记忆”特性，电压和电流均可以跃变。相关知识1）电阻的串联将若干个元件依次首尾相连地接在电路中，这样的连接方式称为串联。电阻的串联如下图所示。1.2.1电阻2．电阻的串联、并联与混联电阻的串联相关知识1.2.1电阻2．电阻的串联、并联与混联1）电阻的串联电阻的串联电路具有以下特点。（1）串联电路的总电流等于通过各电阻的电流，即（2）串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和，即（3）串联电路的总电阻等于各电阻的阻值之和，即两个电阻串联，每个电阻都从总电压处分得一部分电压，所分得的电压和自身的电阻成正比，即电阻越大，所分得的电压就越多，这就是串联电路的分压规律。利用这一规律可以通过串联电阻来增大电压表的量程。【例1-2】某电流表的表头内阻，其量程，若要测量的电压，应如何处理？分析：根据电阻串联的分压规律可知，只要在表头串联一个适当的分压电阻，分掉多余的电压，使电流表表头分得的电压恰好为即可。解：由于电流表表头承受的电压为因此分压电阻分得的电压为

故分压电阻为点拨实际上，电压表都是在灵敏电流计上串联适当的分压电阻制成的，串联多个电阻就可以制成多量程的电压表。数字万用表就是一个典型的应用实例。相关知识1.2.1电阻2．电阻的串联、并联与混联2）电阻的并联将电路中元件的始端与始端、末端与末端并接在一起，这样的连接方式称为并联。电阻的并联如下图所示。电阻的并联相关知识1.2.1电阻2．电阻的串联、并联与混联2）电阻的并联电阻的并联电路具有以下特点。（1）各支路的电压相等，且等于并联电路的总电压，即（2）并联电路的总电流等于各支路的电流之和，即（3）并联电路总电阻的倒数等于各支路的电阻倒数之和，即两个电阻并联，每个电阻都从总电流处分得一部分电流，所分得的电流和自身的电阻成反比，即电阻越大，所分得的电流就越小，这就是并联电路的分流规律。利用这一规律可以通过并联电阻来增大电流表的量程。【例1-3】电流表的表头内阻为1kΩ，其量程为50mA，现要测量10A的电流，应如何处理？分析：根据电阻并联的分流规律可知，只要在表头并联一个适当的分流电阻，分掉多余的电流，使电流表表头通过50mA的电流即可。解：由于分流电阻和表头并联，且并联电路各支路的电压相等，因此分流电阻分得的电压为分流电阻承受的电流为分流电阻为相关知识1.2.1电阻2．电阻的串联、并联与混联3）电阻的混联在实际电路中，经常既有元件的串联又有元件的并联，这种电路称为混联电路。常见的电阻混联电路如下图所示。常见的电阻混联电路（a）支路串联，整体并联（b）支路并联，整体串联相关知识1.2.1电阻2．电阻的串联、并联与混联3）电阻的混联电阻混联电路的分析和计算一般采用“等效电路图法”，具体步骤如下。（1）在原电路图上为各电阻的连接点依次标上字母，注意中间无电阻的两个连接点只能用同一个字母。（2）将已命名的各连接点沿同一直线依次排开。（3）将原电路图中的各电阻依次绘在相应的连接点之间。（4）利用串、并联电路的计算公式进行计算。点拨在使用电流表时，必须将其串联在电路中，因此其内阻越小越好，这样就可以忽略电流表在电路中的分压作用；在使用电压表时，必须将其并联在电路中，因此其内阻越大越好，这样就可以忽略电压表在电路中的分流作用。【例1-4】在如下图所示的电路中，已知各电阻均为1Ω，试求A、B点之间的等效电阻。分析：（1）首先从A点至B点给各电阻的连接点依次标上字母，中间无电阻的各连接点只能用同一字母，如图1所示。（2）将已命名的A、C、B点沿同一直线依次排开，如图2所示。图1给各电阻的连接点依次标上字母图2将字母依次排开【例1-4】在如下图所示的电路中，已知各电阻均为1Ω，试求A、B点之间的等效电阻。分析：（3）将原电路图中的电阻依次绘在相应的连接点之间，如位于A、C点之间，位于A、B点之间，如图3所示。由图3可知，与并联，与并联，并联后的电阻再串联，最后与并联，所得的总电阻即为A、B点之间的等效电阻。图3

将原电路图中的各电阻依次绘在相应的连接点之间【例1-4】在如下图所示的电路中，已知各电阻均为1Ω，试求A、B点之间的等效电阻。解：即A、B点之间的等效电阻。点拨等效电路是指由理想电路元件构成的电路，在其端子或端口处，电路的工作情况等效于给定电路、磁路或电器件、磁器件的工作情况。相关知识1.2.2电感1．电感的特性电感是一种储能元件，它能够将电能转换成磁场能储存起来。如图（a）所示，电感是由导线绕制而成的。它的图形符号如图（b）所示。设电感线圈有N匝，当电感线圈通过电流i时，电感线圈内部将产生磁通，用表示。磁通与电感线圈匝数的乘积称为磁通链，用Ψ表示，即。电感（a）（b）相关知识1.2.2电感1．电感的特性当磁通与磁通链的参考方向与电流i的参考方向符合右手螺旋定则时，有（1）式中：

—磁通链，单位为韦（Wb）；L—电感，单位为亨（H）；

—电流，单位为安（A）。当磁通发生变化时，电感线圈中产生的感应电压为（2）式中：

—感应电压，单位为伏（V）；N—电感线圈的匝数；Φ—磁通，单位为韦（Wb）；

—时间，单位为秒（s）。将式（1）代入式（2）后可得

由该式可以看出，电感的感应电压与电流的变化率成正比，只有当电流发生变化时，电感才会产生感应电压。在直流电路中，电流不随时间变化，此时，电感相当于短路。相关知识1.2.2电感1．电感的特性电感在0到t时间内所储存的磁场能为由上式可以看出，L一定时，磁场能随电流的增大而增大。点拨电感的电流只能连续变化，不能跃变，即电感的电流具有“记忆”原有电压的特性。相关知识1.2.2电感2．电感的串联与并联若将、两个电感串联，则串联后的等效电感为若将、两个电感并联，则并联后的等效电感为相关知识1.2.3电容1．电容的特性电容是一种能够储存电能的储能元件，它由两块互相靠近的导体（称为极板），以及这两块导体中间夹隔的绝缘介质构成。电容在电路中的图形符号如下图所示。电容在电路中的图形符号电容所储存的电荷q与其两端的电压u成正比，即式中：

——电容，单位为法（F）；

——电容极板上的电荷，单位为库（C）；

——电容两端的电压，单位为伏（V）。相关知识1.2.3电容1．电容的特性在国际单位制中，电容的单位为法（F），常用的单位还有微法（μF）和皮法（pF），它们之间的换算关系为当电容两端的电压u与流入正极板的电流i的参考方向为关联参考方向时，有由上式可以看出，电容的电流与电压的变化率成正比，只有当电压发生变化时，电容两端才有电流。在直流电路中，当电容两端的电压不发生变化时，，电容相当于开路。电容在0到t时间内所储存的电能为由上式可以看出，当C一定时，电能随电压的增大而增大。点拨电容的电压只能连续变化，不能跃变，即电容的电压具有“记忆”原有电流的特性。相关知识1.2.3电容2．电容的串联与并联1）电容的串联将电容依次首尾相连，且中间无任何分支，这样的连接方式称为电容的串联，如下图所示。电容的串联相关知识1.2.3电容2．电容的串联与并联1）电容的串联电容的串联电路具有以下特点。（1）串联电路总电容（等效电容）的倒数等于各电容的倒数之和，即由上式可知，当两个电容串联时，；当n个均为的电容串联时，。（2）串联电路的总电荷与各电容所带的电荷相等，即（3）串联电路的总电压等于各电容的电压之和，即由上式可知，电容串联后可承受较高的电压，且每个电容两端的电压与其自身的电容成反比，即相关知识1.2.3电容2．电容的串联与并联2）电容的并联将电容的相同电极分别接在两个共同端点之间，这样的连接方式称为电容的并联，如下图所示。电容的并联相关知识1.2.3电容2．电容的串联与并联2）电容的并联电容的并联电路具有以下特点。（1）并联电路的总电容（等效电容）等于各电容之和，即由上式可知，当n个均为的电容并联时，。（2）并联电路的总电荷等于各电容所带的电荷之和，即（3）并联电路的总电压等于各电容的电压，即相关知识1.2.4电源1．电压源电压源是理想电压源的简称，是从实际电源抽象出来的一种模型，其两端总能保持一定的电压，且与通过它的电流无关。由于存在内阻等多方面的原因，理想电压源在现实中是不存在的，但这样一个模型对于电路分析却十分有价值。实际上，在电流变化时，如果一个电压源的两端电压波动不明显，则通常可认为它是一个理想电压源。输出电压较稳定的电压源（如发电机、干电池、蓄电池等）通常用电压源模型来表示。如右图（a）所示为理想电压源；如右图（b）所示为实际电压源。（a）理想电压源（b）实际电压源电压源相关知识1.2.4电源2．电流源电流源是理想电流源的简称，是从实际电源抽象出来的一种模型。它总能向外提供一定的电流，且与其两端电压的大小无关。由于电源内阻等多方面的原因，理想电流源在现实中也是不存在的。实际上，在电压变化时，如果一个电流源的电流波动不明显，则通常可认为它是一个理想电流源。输出电流较稳定的电源（如光电池或晶体管的输出端等）通常用电流源模型来表示。如右图（a）所示为理想电流源；如右图（b）所示为实际电流源。（a）理想电流源（b）实际电流源电流源相关知识1.2.4电源3．电压源与电流源的等效变换实际电源用哪种模型表示，应视其向外电路供电的主要形式而定。在分析电路时，一个实际电源的电路模型原则上可任意选择。同一电源分别用两种不同的电路模型表示时，它们对其外部连接电路产生的作用效果必然相同，即它们之间可以进行等效变换。在进行等效变换时，应注意以下几点。（1）“等效”是指对外等效（等效互换前后，电源对外伏安特性一致），对内不等效。（2）把电压源模型等效变换为电流源模型时，电流源模型的内阻应与电压源模型的内阻相等，均为，此时电流源的电流，的方向应与电压源对外输出电流的方向保持一致。（3）把电流源模型等效变换为电压源模型时，电压源模型的内阻应与电流源模型的内阻相等，均为，此时，从“”到“”的方向应与的方向保持一致。在学习了本节内容后，请你说说基本的电路元件有哪些？请选择自己最熟悉的一种电路元件进行介绍。课堂训练课堂小结电阻1.电阻的特性2.电阻的串联、并联与混联电感1.电感的特性2.电感的串联与并联电容1.电容的特性2.电容的串联与并联电源1.电压源2.电流源3.电压源与电流源的等效变换基本的电路元件任务1.3分析与测量直流电路任务工单——验证基尔霍夫定律和叠加定理相关知识任务引入当电路中存在多个电阻串联、并联或混联等情况时，可通过“等效变换”进行化简，然后通过基尔霍夫定律和必要的测量手段即可对电路进行分析。凡是不能用电阻串、并联进行等效变换、化简的电路，一般都称为复杂电路。对于复杂电路，尤其是多条支路、多个电源组成的复杂电路，可通过支路电流法、叠加定理、戴维南定理等方法进行分析。请选择合适的工具和器材，对基尔霍夫定律和叠加定理进行验证。本任务的知识与技能要求如右表所示。任务引入知识与技能要求任务内容分析与测量直流电路学习程度识记理解应用学习任务基尔霍夫定律

●

支路电流法

●

叠加定理

●

戴维南定理

●

实训任务验证基尔霍夫定律和叠加定理

●自我勉励

任务工单——验证基尔霍夫定律和叠加定理1．知识准备基尔霍夫定律是电路中电压和电流所遵循的基本规律，是分析和计算复杂电路的基础，它主要用来描述节点电流和回路电压。它既可以用于直流电路的分析，又可以用于交流电路的分析，还可以用于含有电子元件的非线性电路的分析。基尔霍夫定律与各支路元件的性质无关，无论是线性电路还是非线性电路、有源电路还是无源电路，它都适用。应用基尔霍夫定律时必须注意电流的方向，此方向可预先任意设定。叠加定理体现了线性电路的基本特性，是分析和计算线性电路的一个最基本的定理。叠加定理中各个电源单独作用是指当某一个电源作用时，将其余电源都除去（即将理想电压源用短路代替；将理想电流源开路；若是实际电源，则要保留内阻）。对各支路电流进行叠加时，要注意电流的正负号。当各电源单独作用时，若支路电流的参考方向与原参考方向一致时，电流取正号，反之取负号。任务工单——验证基尔霍夫定律和叠加定理工具和器材清单2．工具和器材准备准备任务实施所需的工具和器材，补全下表。名称规格型号数量名称规格型号数量直流电源

2路DG05试验挂箱

1个数字万用表

1台直流电路电位/电压测量试验电路板

1块直流电压表

1台叠加定理试验电路板

1块直流电流表

1台导线

任务工单——验证基尔霍夫定律和叠加定理3．任务实施将DG05试验挂箱的“基尔霍夫定律/叠加定理”电路，按如下图所示电路进行接线。“基尔霍夫定律/叠加定理”电路任务工单——验证基尔霍夫定律和叠加定理3．任务实施“基尔霍夫定律/叠加定理”电路1）验证基尔霍夫定律（1）实施前，先任意设定3条支路的电流方向和3条闭合回路的绕行正方向。本任务中、、的方向已设定，如下图所示。设3条闭合回路的绕行正方向分别为ADEFA、BADCB和FBCEF。（2）分别将2路直流电源接入电路，令，；根据基尔霍夫定律，计算、、、、、、、、、的大小。（3）将电流插头的两端接至直流电流表的“”“”两端。任务工单——验证基尔霍夫定律和叠加定理3．任务实施基尔霍夫定律的验证测量结果1）验证基尔霍夫定律（4）将电流插头分别插入3条支路的3个电流插座中，如右图所示。读出电流并将测量结果记录于下表中。（5）用直流电压表分别测量2路直流电源及电阻上的电压，并将测量结果记录于下表中。（6）计算各测量值与计算值之间的相对误差，分析产生误差的原因。被测量计算值

测量值

相对误差

将电流插头插入电流插座中的示意图任务工单——验证基尔霍夫定律和叠加定理3．任务实施叠加定理的验证测量结果（一）2）验证叠加定理（1）分别将2路直流电源接入电路，令，。（2）令直流电源单独作用（将开关置于侧，开关置于短路侧）。（3）用直流电压表和直流电流表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻两端的电压，并将测量结果记录于下表中。（4）令直流电源单独作用（将开关置于短路侧，开关置于侧），重复步骤（3）的测量，并将测量结果记录于下表中。测量项目

（mA）

（mA）

（mA）

单独作用

单独作用

任务工单——验证基尔霍夫定律和叠加定理3．任务实施2）验证叠加定理（5）令直流电源和共同作用（开关和分别置于和侧），重复步骤（3）的测量，并将测量结果记录于下表中。（6）令直流电源单独作用，将的数值调至，重复步骤（3）的测量，并将测量结果记录于下表中。叠加定理的验证测量结果（一）测量项目

（mA）

（mA）

（mA）、共同作用

12V的单独作用

任务工单——验证基尔霍夫定律和叠加定理3．任务实施2）验证叠加定理（7）任意按下某个故障设置按键，重复步骤（5）的测量，并将测量结果记录于下表中，再根据测量结果分析故障的性质。（8）根据上述测量结果分析故障的性质。叠加定理的验证测量结果（二）测量项目

、

共同作用

学思践悟定律是为实践和事实所证明，反映事物在一定条件下发展变化的客观规律的论断。它是客观规律的统称，是解锁宇宙奥秘的钥匙。请查阅资料，分析基尔霍夫定律从被发现到被证明，再到被广泛应用的全过程，说说你的感想。4．任务评价请指导教师按照学生的实际表现情况进行评分，并将评分结果填入下表中。评分表序号内容评分标准满分/分得分/分1平时表现遵守课堂纪律和实训规定，服从教师管理，主动思考并积极参与讨论，否则酌情扣分20

2实际操作正确连接电路，正确使用仪器仪表，否则每错1处扣10分20

3实施结果计算值和测量值正确（相对误差在

以内），否则每错1处扣5分50

4安全文明生产严格执行安全操作规范，否则每错1处扣5分；不得损坏仪器仪表，否则扣10分10

总体评价优

良

中

及格

不及格

注：总体评价中，90～100分为优，80～89分为良，70～79分为中，60～69分为及格，60分以下为不及格。任务工单——验证基尔霍夫定律和叠加定理相关知识1.3.1基尔霍夫定律1．基本概念基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律（kirchhoffcurrentlaw，简称KCL）和基尔霍夫电压定律（kirchhoffvoltagelaw，简称KVL），前者应用于电路中的节点，后者应用于电路中的回路。基尔霍夫定律是电路理论中最基本、最重要的定律之一。1）支路支路是一种网络的子集，它包含一个电路元件或电路元件的组合的二端电路（具有两个端子的电路）。同一支路上各元件通过的电流相等。例如，在如右图所示的电路中有三条支路，分别为acb、adb、ab。KCL电路举例相关知识1.3.1基尔霍夫定律1．基本概念2）节点节点是指连接于（或不连接于）一个或多个支路的支路端点。例如，在如右图所示的电路中有两个节点，分别为a点和b点。3）回路回路是指电路中每一个节点只经过一次的闭合路径。例如，在如右图所示的电路中有三条回路，分别为acba、adba、acbda。4）网孔网孔是指内部不包含其他支路的回路。例如，在如右图所示的电路中有两个网孔，它们分别为acba和adba。KCL电路举例相关知识1.3.1基尔霍夫定律2．KCLKCL的内容为：指向电路任一节点的各支路电流，它们的代数和为0，即（1）。KCL的另一种表述为：在任一时刻，流入某一节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和，即（2）。式（1）或式（2）又称节点电流方程。在如右图1所示的电路中，通过节点a的电流应满足同样，对于如右图2所示的电路，节点a处有节点b处有（与上式相同）节点电流方程的个数b与节点数m的关系为图1KCL示意图图2KCL电路举例经验传承应用KCL时，应注意以下几点。（1）在列节点电流方程时，必须先设定电流的参考方向，然后依据电路图中标定的电流参考方向，正确列出相应的方程。（2）KCL不但适用于线性电路，还适用于非线性电路。（3）KCL不但适用于电路中的节点，还可以应用于电路中任一假设的闭合面，即在任一时刻，通过电路中任一假设闭合面的电流代数和等于0。相关知识1.3.1基尔霍夫定律3．KVLKVL的内容为：在沿电路的任一闭合路径，无源电路元件的端电压和电源电压的代数和为0，即上式又称回路电压方程。如右图所示，3条回路的参考绕行方向均选择顺时针方向，并且约定：元件两端电压从“”到“”的参考方向与回路绕行方向一致时取正，相反时取负。由此可对3条回路分别列出电压方程。其中，回路Ⅰ的方程为回路Ⅱ的方程为回路Ⅲ的方程为（此方程不独立，故省略）因此，回路电压方程的个数与独立网孔的个数一致。KVL电路举例经验传承为了区分回路电压方程的变量和已知量，通常把它们们分别放在方程两边，这样可以给计算带来一定的方便。将上述电路中回路Ⅰ和回路Ⅱ两个电压方程进行整理，可得应用KVL时，应注意以下几点。（1）在列回路电压方程前，必须先标出各元件的端电压、各支路电流的参考方向及回路的绕行方向，然后依据电路图中标定的参考方向，正确列出相应的电压方程。（2）KVL与KCL相同，不但适用于线性电路，还适用于非线性电路。相关知识1.3.2支路电流法1．支路电流法的内容对于复杂电路，可以用KCL和KVL推导出各种分析方法，支路电流法就是其中之一。支路电流法的内容为：以电路中各支路电流为未知量，应用KCL和KVL分别对节点和回路列出所需要的方程组，然后解出各未知支路的电流。对于任何一个复杂电路，如果以各支路电流为未知量，应用KCL和KVL列方程，则必须先在电路图上标出未知支路电流、电压的参考方向。相关知识1.3.2支路电流法2．应用支路电流法的计算步骤对于n条支路、m个节点的电路，应用支路电流法的计算步骤一般如下。（1）选定各支路电流为未知量（有n个未知量），并标出各支路电流的参考方向。（2）应用KCL，列出个节点电流方程。（3）指定回路的绕行方向，应用KVL，列出[]个回路电压方程。（4）代入已知数，解联立方程，求出各未知支路的电流。（5）确定各支路电流的方向。当支路电流计算结果为正值时，说明该支路电流的方向与标出的参考方向一致；当支路电流计算结果为负值时，说明支路电流方向与标出的参考方向相反。相关知识1.3.3叠加定理1．叠加定理的内容叠加定理的内容为：在若干个以任意方式分布于电路里的电源电压或电源电流的同时作用下，无源线性网络中任一支路电流和任意两点间电位差等于单个电源电压或电源电流单独作用下该支路中各电流的代数和，以及该节点间各电位差的代数和。应用叠加定理时，若电流源不作用，则应视其为开路；若电压源不作用，则应视其为短路，如下图所示。叠加定理体现了线性电路的基本特性，它是线性电路分析中的一个重要定理。叠加定理相关知识1.3.3叠加定理2．应用叠加定理的计算步骤对于复杂电路，应用叠加定理的计算步骤一般如下。（1）在原电路中标出所求量（总量）的参考方向。（2）画出各电源单独作用时的电路图，并标出各分量的参考方向。（3）分别计算出各分量。（4）将各分量叠加。若分量与总量的参考方向一致，则该分量取正；若分量与总量的参考方向相反，则该分量取负。相关知识1.3.4戴维南定理1．戴维南定理的内容无论电路结构有多复杂，只要它是具有两个端子的网络，都可以称之为二端网络。若二端网络内部含有电源，则称之为有源二端网络（见下图）；若二端网络内部不包含电源，则称之为无源二端网络。有源二端网络相关知识1.3.4戴维南定理1．戴维南定理的内容戴维南定理是正弦状态下的电路理论定理，其内容为：无源线性二端网络接到线性网络任意二端时的电流，等于连接之前的二端点间的电压除以两个阻抗之和，其中一个阻抗是二端网络的阻抗，另一个阻抗是连接之前从两端点看进去的网络阻抗。该定理可推广到非正弦状态。该定理还可以描述为：任一有源线性二端网络对外可用一条等效电压源与等效阻抗串联的支路来代替，该等效电压源等于二端网络的开路电压，该等效阻抗等于二端网络内全部独立电源置零后的输入阻抗。点拨阻抗是电阻与电抗的复合参数，用复数表示，其中实部为电阻，虚部为电抗。阻抗包括电阻，因此阻抗和电阻是不对等的。相关知识1.3.4戴维南定理2．应用戴维南定理的计算步骤对于纯电阻电路，应用戴维南定理计算电路的步骤如下。（1）将待求支路与有源二端网络分离，对断开的两个端口分别标上记号（如a和b）。（2）将待求支路移开，求出有源二端网络的开路电压。（3）把有源二端网络进行除源处理，即电压源按短路处理，电流源按开路处理，从而得到无源二端网络。然后计算无源二端网络的输入电阻。（4）画出有源二端网络的等效电路，使开路电压等于等效电路中电压源的电压，输入电阻等于等效电路中的电阻，根据欧姆定律求出待求响应，即砥节砺行在分析不同的电路问题时，应采用不同的方法。例如，当分析节点或回路问题时，应使用基尔霍夫定律；当分析多电源同时作用的线性电路问题时，应使用叠加定理；当分析无源线性二端网络外电路问题时，应使用戴维南定理；当分析较为复杂的电路问题时，应使用多种分析方法进行计算。若要正确、高效地解决复杂问题，就需要对相关工具有着深刻的理解，并掌握其正确的使用方法。因此，在平时的学习和工作中，我们要善于学习、勇于钻研，只有学好专业本领，才能更好地解决问题，创造价值。在学习了本节内容后，请你谈谈对基尔霍夫定律的理解。课堂训练课堂小结基尔霍夫定律1.基本概念2.KCL3.KVL支路电流法1.支路电流法的内容2.应用支路电流法的计算步骤叠加定理1.叠加定理的内容2.应用叠加定理的计算步骤戴维南定理1.戴维南定理的内容2.应用戴维南定理的计算步骤分析与测量直流电路感谢观看项目2正弦交流电路目录认识正弦交流电01认识典型正弦交流电路02提高正弦交流电路的功率因数03正弦交流电是交流电的一种基本形式，其电压、电流的大小和方向是随时间做周期性变化的。正弦交流电在日常生活和生产中的应用随处可见，如照明、各类小电器的用电等。本项目主要介绍正弦交流电的基本知识、典型正弦交流电路、正弦交流电的功率及功率因数的提高方法等知识。项目导读正弦交流电路知识目标技能目标素质目标掌握正弦交流电的三要素掌握单一参数正弦交流电路和RLC串联/并联电路的分析方法掌握有功功率、无功功率、视在功率等的计算方法掌握提高功率因数的常用方法能够使用示波器测量和分析正弦交流信号能够使用示波器测量RLC的阻抗特性能够测量和提高日光灯电路的功率因数培养执着专注、科学严谨、精益求精、追求卓越的工匠精神践行节能环保、共筑绿色家园的生活理念任务2.1认识正弦交流电任务工单——测量正弦交流信号相关知识任务引入正弦交流信号是随时间按正弦函数或余弦函数规律变化的信号，通过信号发生器可以得到一定频率、振幅的正弦交流信号。由于正弦交流电压、电流的大小和方向都是随时间不断变化的，因此在不同时刻，正弦交流电压、电流的大小和方向都不尽相同。那么应该如何测量正弦交流信号呢？这就需要用到示波器了。示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器，它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像。请选择合适的工具和器材，测量正弦交流信号的波形，分析并计算其频率和振幅。本任务的知识与技能要求如右表所示。任务引入知识与技能要求任务内容认识正弦交流电学习程度识记理解应用学习任务正弦交流电的产生●

正弦交流电的三要素

●

正弦量的相量表示法

●

实训任务测量正弦交流信号

●自我勉励

任务工单——测量正弦交流信号示波器是电子测量中常用的仪器之一。它可直观地显示电信号的时域波形图像，并可根据波形测量信号的电压、频率、周期、相位等参数。双踪示波器是一种常用的示波器，一台双踪示波器可以同时测量两个信号的波形和参数。双踪示波器在使用时，可由荧光屏的Y轴刻度尺并结合其量程分挡（偏转因数V/div分挡），来读取电信号的振幅；可由荧光屏的X轴刻度尺并结合其量程分挡（扫描时间因数t/div分挡），来读取电信号的周期、脉宽、相位差等。1．知识准备任务工单——测量正弦交流信号如下图所示为某型号双踪示波器的控制面板，其中各部分的功能如下表所示。某型号双踪示波器的控制面板某型号双踪示波器的控制面板各部分的功能名称功能辉度旋钮用于调节荧光屏上的光迹亮度，顺时针调节使光迹变亮，逆时针调节使光迹变暗，直到熄灭聚焦旋钮用于调节光迹的清晰度1．知识准备任务工单——测量正弦交流信号某型号双踪示波器的控制面板各部分的功能名称功能CH1/CH2垂直灵敏度旋钮用于连续调节CH1/CH2通道被测信号的垂直偏转灵敏度电源开关用于控制电源的通断校准信号接口输出幅度为0.5V，频率为1kHz的方波信号，用于校准垂直与水平的偏转系数（续表）某型号双踪示波器的控制面板如下图所示为某型号双踪示波器的控制面板，其中各部分的功能如下表所示。1．知识准备任务工单——测量正弦交流信号某型号双踪示波器的控制面板各部分的功能某型号双踪示波器的控制面板名称功能水平扫描速率旋钮用于调节水平轴上的扫描速率CH1/CH2输入接口用于将被测信号接入CH1/CH2通道触发电平旋钮用于调节被测信号在某一电平被触发扫描水平位移旋钮用于调节光迹在荧光屏上的水平位置CH1/CH2垂直位移旋钮用于调节光迹在荧光屏上的垂直位置（续表）如下图所示为某型号双踪示波器的控制面板，其中各部分的功能如下表所示。1．知识准备2．工具和器材准备名称规格型号数量名称规格型号数量双踪示波器

1路交流毫伏表

1台信号发生器

1台导线

频率计

1台

工具和器材清单任务工单——测量正弦交流信号准备任务实施所需的工具和器材，补全下表。1）双踪示波器的自检请按照以下步骤完成双踪示波器的自检。（1）将双踪示波器控制面板上的校准信号接口，通过双踪示波器专用同轴电缆接至双踪示波器的CH1（或CH2）输入接口。（2）开启双踪示波器电源，电源指示灯应点亮。（3）调节双踪示波器面板上的辉度、聚焦、水平位移、垂直位移等旋钮，使双踪示波器荧光屏的中心部分显示出线条细而清晰、亮度适中的方波波形。（4）将水平扫描速率旋钮和相应的垂直灵敏度旋钮旋至“校准”位置，从荧光屏上读出校准信号的振幅与频率，并与标称值（1V、1kHz）比较，如果相差较大，则请指导教师给予校准。任务工单——测量正弦交流信号3．任务实施2）正弦交流信号的测量（1）将水平扫描速率旋钮和相应的垂直灵敏度旋钮旋至“校准”位置。（2）通过双踪示波器专用同轴电缆，将信号发生器的正弦交流信号输出端与双踪示波器的CH1（或CH2）输入接口相连。（3）接通信号发生器的电源，选择正弦交流信号输出。调节相应旋钮，使输出频率分别为50Hz、1.5kHz、20kHz（由频率计读出）；再使其输出信号的有效值分别为0.1V、1V、3V（由交流毫伏表读出）。任务工单——测量正弦交流信号3．任务实施2）正弦交流信号的测量（4）调节相应旋钮，使输入波形清晰，从荧光屏上读出正弦交流信号的周期及振幅，将周期转换成频率并将其记录于表1中，将振幅记录于表2中。任务工单——测量正弦交流信号3．任务实施频率计读数50Hz1.5kHz20kHz水平扫描速率旋钮位置

一个周期占有的格数

信号周期（s）

计算所得频率（Hz）

交流毫伏表读数0.1V1V3V垂直灵敏度旋钮位置

峰-峰值波形格数

峰-峰值

计算所得有效值

表1正弦交流信号的测量数据（一）表2正弦交流信号的测量数据（二）经验传承（1）双踪示波器的辉度不要过亮。（2）调节双踪示波器的旋钮时，动作不要过快、过猛。（3）调节双踪示波器时，要注意配合使用扫描方式开关和触发电平旋钮，以使双踪示波器显示的波形稳定。（4）做定量测量时，应将水平扫描速率旋钮和相应的垂直灵敏度旋钮旋至“校准”位置。（5）为防止外界干扰，双踪示波器的接地端要与信号发生器的接地端相连（即共地）。学思践悟请查阅有关资料，分析正弦交流电在不同场合的应用实例，讨论这些应用场合为什么要采用正弦交流电。4．任务评价请指导教师按照学生的实际表现情况进行评分，并将评分结果填入下表中。评分表序号内容评分标准满分/分得分/分1平时表现遵守课堂纪律和实训规定，服从教师管理，主动思考并积极参与讨论，否则酌情扣分20

2实际操作正确接线，正确使用仪器仪表，否则每错1处扣10分20

3实施结果测量值和计算值正确，否则每错1处扣5分50

4安全文明生产严格执行安全操作规范，否则每错1处扣5分；不得损坏仪器仪表，否则扣10分10

总体评价优

良

中

及格

不及格

注：总体评价中，90～100分为优，80～89分为良，70～79分为中，60～69分为及格，60分以下为不及格。任务工单——测量正弦交流信号相关知识2.1.1正弦交流电的产生大小及方向均随时间做周期性变化的电压、电流统称为交流电。若交流电的电压、电流是随时间做正弦规律变化的，则称其为正弦交流电。如右图所示为单相交流发电机的原理模型，当矩形线圈abcd在匀强磁场中旋转时，在矩形线圈中会产生感应电压。当矩形线圈在匀强磁场中以固定的角频率旋转时，产生的感应电压是按正弦规律变化的，即(式1)式中：

—正弦交流电压的瞬时值；

—正弦交流电压的振幅（最大值）；

—正弦交流电的角频率，又称角速度，单位为弧度/秒（rad/s）；

—正弦交流电的初相位。单相交流发电机的原理模型相关知识2.1.1正弦交流电的产生当时，正弦交流电压的波形如下图所示。正弦交流电压的波形相关知识2.1.2正弦交流电的三要素当右图中的负载（灯泡）两端产生正弦交流电压，灯泡将被点亮。此时，通过负载的电流为

(式2)式中：

——正弦交流电流的瞬时值；

——正弦交流电流的振幅。由式（1）和式（2）可知，当角频率、振幅、初相位确定以后，正弦交流电流（或正弦交流电压）就被确定下来了。因此，角频率、振幅、初相位这三个参数称为正弦交流电的三要素。单相交流发电机的原理模型相关知识1．周期、频率、角频率正弦交流电可用周期、频率或角频率来表示其变化的