汽车电工电子基础电子教案13单一元件正弦交流电路2

课题二单相正弦交流电路教案编号13模块二单一元件正弦交流电路2课时数2教学目标【知识目标】理解单一元件电路中电压、电流的关系。【技能目标】能用试电笔判断火线或零线以及简单交流电路故障。【情感目标】培养学生能灵活运用知识解决实际问题的能力。教学重点纯电感、纯电容交流电路的特点。难点纯电感、纯电容交流电路中电流、电压和电阻之间的关系。课前准备教师准备纯电感、纯电容交流电的相关视频及图片。学生预习纯电感电路。教学方法①讲授法②比较分析、发现法③视频演示法作业布置教学反思教学内容或教学过程教学设计意图一、课程思政三分钟二、新课导入1、播放日常生活白炽灯的工作原理的视频2、学生谈看后的感受3、师简介视频的内容并小结教师通过视频实例，日常生活和工作中接触到的白炽灯、电烫斗等只含有电阻负载，而荧光灯、电风扇、吸尘器等既含有电阻负载又含有电容或电感负载。不同的负载在交流电作用下显现不同的特性，通过本任务学习，来认识交流电路中电阻、电容和电感的特性。三、新课讲授1、纯电感交流电路（1）纯电感交流电路电流与电压的关系在纯电感电路中，电压超前电流900。在纯电感电路中，流过电感线圈的电流的解析式为i=ImsinωtA则电感线圈两端的的电压解析式为u=Umsin(ωt+900)V在纯电感电路中，电流与电压的最大值（或有效值）符合欧姆定律，即Im=或I=而电流与电压的瞬时值不符合欧姆定律，即XL≠。（2）功率。①瞬时功率纯电感交流电路的瞬时功率为p=ui=Umsin(ωt+900)·Imsinωt=-UIsin2ωt②有功功率电感的有功功率P=0W，电感不消耗能量，只能将能量以磁场能的形式储存在线圈内部，它是储能元件。③无功功率在一个周期内电感吸收或释放的能量称为无功功率，用QL来表示，其单位为乏（var）,计算公式为QL=UI=I2XL=2、例题分析[例1]把一个电阻可以忽略不计的线圈接到u=62.8sin(100πt)V的电源上，线圈的电感量是0.1H，试求：①线圈的感抗；②电流的有效值；③电流的瞬时值表达式。解：由u=62.8sin(100πt)V，可以得到：Um=62.8V，ω=110π=314（rad/s），u=0。①线圈的感抗XL=ωL=314×0.1=31.4(Ω)②电流的有效值I==1.4(A)③电流的瞬时值表达式Im===2(A)，i=u-900=-900i=2sin(100πt-900)A重要提示：①在纯电感交流电路中，电流与电压是同频率的正弦量；②电压超前电流900，但不表示电流与电压的先后；③电流与电压的最大值（或有效值）符合欧姆定律，但瞬时值不符合欧姆定律；④电感为储能元件，不消耗能量，有功功率为零，无功功率为电流与电压的有效值的乘积。3、纯电容交流电路把电容器接到交流电源上，如果电感器的漏电电阻和分布电感可以忽略不计，这种电路叫作纯电容交流电路。（1）容抗电容器会对交流电有阻碍作用叫做电容电抗，简称容抗，用XC来表示，单位为Ω（欧姆）。容抗的大小与电源的频率及电容器的电容量成反比，即XC==ω—交流电源的角频率，单位为弧度/秒（rad/s）f—交流电源的频率，单位为赫兹（HZ）C—电容器的电容量，单位为法（F）XC—电容器的容抗，单位为欧姆（Ω）（2）电流与电压的关系在纯电容电路中，电压滞后电流900或电流超前电压900，故：设在纯电容电路中，电容器两端的的电压解析式为u=UmsinωtV则流过电容器的电流的解析式为i=Imsin(ωt+900)A在纯电容电路中，电流与电压的最大值（或有效值）符合欧姆定律，即Im=或I=而电流与电压的瞬时值不符合欧姆定律，即XC≠。（3）功率。①瞬时功率纯电容交流电路的瞬时功率为p=ui=Umsinωt·Imsin(ωt+900)=UIsin2ωt②有功功率。电容的有功功率P=0W，电容不消耗能量，只能将能量以电场能的形式储存在电容器内部，它也是储能元件。③无功功率在一个周期内电容吸收或释放的能量称为无功功率，用QC来表示，其单位为乏（var）,计算公式为QC=UI=I2XC=4、例题分析[例2]在电容量为5µF的电容器两端加上电压u=311sin(314t)V。试求：①电容器的容抗；②电流的有效值；③电流的瞬时值表达式。解：由u=311sin(314t)V，可得U=311/220(V)，ω=314(rad/s)，U=0。①电容器的容抗XC==637（Ω）②电流的有效值I==0.35(A)③电流的瞬时值表达式为i=0.35sin(314t+900)A四、练习与检测1、纯电容及容抗的概念。2、纯电容电路、纯电感电路中电容元件上的电压与电流的关系。3、纯电容交流电路的功率。五、小结1、2、3、教师通过图片方式让学生理