课 题 授课班级 模块二 交流电的基本知识 课题1：认识正弦交流电 课型 授课时数 新课 13汽修（ ） 2 教学目标 教学重点 应知：1、能区别交流电和直流电； 2、认识正弦交流电路的基本物理量。 应知：正弦交流电路的基本物理量。 教学难点 学情分析 教学效果 应知：正弦交流电路的基本物理量。 教后记 新课 课前复习： 电阻串、并联的基本特点和重要性质是什么？ 课题导入： 在模块一中我们所分析的电路中，电路各个部分的电压和电流都不随时间而变化，如图（a）所示，称之为直流电压（或电流）。如图（b）所示，为正弦交流电及其电路，本模块二是在模块一的基础上介绍正弦交流电路的。在交流电作用下的电路称为交流电路。 i i U (I ) u ( i ) U + + + t I u ～ ～ u R _ o _ _ o t 负半周 正半周 (a) 直流电 (b) 正弦交流电 在正弦交流电路中，电压和电流是按正弦规律变化的，其波形如图(b)所示。由于正弦电压和电流的方向是周期性变化的，在电路图上所标的方向是指它们的正方向，即代表正半周时的方向。在负半周时，由于所标的正方向与实际方向相反，则其值为负。图中的虚线箭标代表电流的实际方向；“+”、“-”代表电压的实际方向。正弦电压和电流等物理量，常统称为正弦量。 什么叫正弦交流电？大小和方向都随时间作周期性变化、并且在一个周期内其平均值为零（在一个周期内正负半周的面积相等）的电压或电流，统称为正弦交流电。或大小、方向随时间做周期性变化的电学量。 正弦交流电的是电能生产、传输、分配和使用的主要形式，它获得广泛应用的原因为： 1、交流电易于产生、输送、分配和转换从而具有成本低廉的优点； 2、就用电设备来说，有三相交流电源供电的三相异步电动机结构简单、价格便宜、使用维护方便是使用较多的用电设备； 3、在需要使用直流电的地方，可以用整流设备将交流电变为直流电 我国的工业电力网采用的就是50Hz正弦交流电（又简称工频交流电），因为它有以下优点： （1）可以利用变压器升压或降压，便于电能的远距离输送； （2）交流电动机结构简单、成本低、电磁噪声小、使用维护方便； （3）可以通过整流将交流电变为直流电，供直流设备应用。 由于正弦交流电随着时间作周期性变化，因此交流电路和直流电路有着很大的区别。在直流电路中各种负载都可以用一个电阻来等效，然后利用电阻电路的计算方法来计算电路中的各个电量。在交流电路中，由于电流在交替变化，除了电阻元件可以通过交流电流之外，电容器也可以通过交流电。电容器在交流电路中由于不断地充电和放电，相当于电流在电容器中流动；电感线圈在直流电路中相当于短路，但在交流电路中，由于电流的变化使电感线圈产生自感电动势，这个自感电动势阻碍电流的流动，因此，电感线圈在交流电路中的作用与在直流电路中的作用有着本质的区别。 在交流电路中工作的各种电器以及电路器件（电路负载），根据其工作性质不同，可以用电阻、电容、电感来等效。电阻、电容、电感又称为交流电路的三大元件。 相关知识： 一、正弦交流电的基本特征和三要素 如上图所示，按正弦规律变化的交流电动势、交流电压、交流电流等物理量统称为正弦交流量，简称正弦量。 其瞬时值表达式为： e???Em sin (ωt?? ? ) i???Im sin (ωt??? ? ) u???Um?sin (ωt?? ? ) 1、瞬时值：正弦量在任一时刻的值称为瞬时值，用小写字母表示，如i、u、e分别表示电流、电压和电动势的瞬时值。 2、最大值：最大的瞬时值称为最大值或幅值，用大写字母加下标m表示，如Im、Um、Em分别表示电流、电压和电动势的最大值。 3、有效值：有效值根据电流的热效应定义，内容是用交流电流和直流电流分别通过同一电阻，如果在相等的时间里，两者产生的热量相等，则把直流电流的数值称为交流电流的有效值。有效值用大写字母I、U、E表示。正弦交流电有效值和最大值之间的关系 UIEmE??????0.707 Em （适用与正弦交流电） U???m???0.707?Um I ???m???0.707 Im 222用E、U、I分别表示交流电的电动势、电压、电流的有效值。各种使用交流电的电气设备上所标的额定电压、额定电流的数值及一般交流电流表、交流电压表测量的数值，都是有效值。以后提到交流电的数值，凡没特别说明的都是指有效值。 最大值和有效值可用来反应交流电电流的强弱或电压的高低。 二、正弦交流电周期、频率与角频率 新疆昌吉职业技术学院

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