2.正弦交流电路

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1、《电工与电子技术》教学参考第2章正弦交流电路正弦交流电路一章教材的基本内容是：正弦交流基本概念→正弦交流表示法→单一参数交流电路→电感性负载→功率因数及其提高。这样安排比较紧凑，一般情况下已经够用了。作为常用的电感性负载举例，可以介绍荧光灯，因为做交流电路实验时也会用到荧光灯电路。在安排课时的时候，电感性负载之后也恰有一节课的间隙可以利用。如果学时充裕，后部分内容可以稍展开：电感性负载改为R、L、C串联电路，接着介绍串联谐振；提高功率因数的RL和C并联电路之后，接着介绍并联谐振。教材中的非正弦交流基本概念，属于“简介”内容，也可不讲,让学生自己阅读。课时分配建议课次节

2、次和内容学时数12.1交流电基本概念2.2描述正弦交流电特征的物理量222.3正弦量的表示法及应用232.4纯电阻电路2.5纯电感电路2.6纯电容电路242.7电阻、电感串联电路———电感性负载实验准备知识——荧光灯252.8功率因数﹡2.10非正弦周期电流基本概念2学时小计10另一种课时分配方案：前三次课不变，从第4次开始用下表。课次节次及内容学时数42.7电阻、电感、电容串联电路2.9电路的谐振（串联谐振）252.8功率因数2.9电路的谐振（并联谐振）26*2.10非正弦周期电流基本概念复习和习题课实验准备知识——电感性负载和荧光灯2学时小计12第1次课课题：交流

3、电基本概念，描述正弦交流特征的物理量。目的：建立正弦交流电的概念，介绍三组九个物理量归纳出正弦量的三要素、解析式的一般形式和波形图的画法。教学内容及说明：2.1交流电基本概念先定义：大小方向都随时间做周期性变化的电动势、电压和电流总称交流电。然后说明：在交流电路中所标出的电动势、电压的极性，电流的方向都是它们的正方向（或参考方向），与之对应画出的波形图上纵坐标的正值表示该物理量在正方向；负值表示在反方向。指出常用的交流电波形是正弦波形，正弦交流电的各物理量称为正弦量。如果学生问到：为什么选用正弦波形？可以简单解释一下：因为正弦函数的导数是余弦函数，其波形与正弦波形相同

4、，这将给电路运行、分析、计算带来极大方便。在后面讲交流电路时将会看到，在电路中有电感、电容等储能元件时，电路中各量的波形能保持都是正弦波。2.2描述正弦交流电特征的物理量本节共介绍九个物理量，分三组。每组三个是互相关联的。周期、频率、角频率为一组；瞬时值、最大值、有效值为一组；相位、初相、相位差为一组。归纳出正弦量的三要素。有效值的定义要讲清，它与最大值的关系可以根据定义建立关系式，但不必在课堂上进行数学推导，直接给出结果。学生如果已经学过高等数学，自己就能推导。根据三要素写出正弦量的解析式会比较顺利，因为在高中已经学过。要教给学生正弦波形的画法：关键是相位必须画准，

5、波形形状可以不要求很严格。一般定五个点（零→正最大值→零→负最大值→零）即可描出正弦曲线。初相为0的比较容易画，初相为可在此基础上向左移即可。实际通过上述物理量的介绍，同时也就介绍了正弦量的解析式和波形图表示法。因此下次课的开始只需稍加总结即可进入新课。第2次课课题：正弦量的表示法目的：掌握正弦量的波形图、解析式和相量表示法教学内容及说明：2.3正弦量的表示法及应用1.正弦量的波形图和解析式结合复习上次课的内容，举一个例题练习波形图的画法，用书上的例题：先给出两个已知电流的解析式。指出两个正弦电流的的三要素，画出它们的波形图，说明它们的相位关系。在此题的基础上提出：如

6、果需要将这两个电流相加，应当怎么办？首先考虑用公式相加，把两个函数式相加后展开、化简，可以想象其过程是非常麻烦的。所以一般不用。但是可以证明（具体证明略去不必讲，告知学生即可）：同频率的正弦量之和仍为一同频率的正弦量，因此最终应得到。问题在于如何求得和。然后用波形图相加，把已画出的两条曲线，逐点将纵坐标相加，然后作出一条新的正弦曲线（一开始可以示范性的找几个点，后面就可以简略一些），即为二者之和。可以大概看出所求之和的最大值、初相，但很难准确，不适合用于计算。为此,需用另外一种表示方法——相量表示法。2.相量表示法按照教材讲完具体的表示方法后，仍用上面的例题练习作出相

7、量和在这里应当说明的是：关于相量的定义，各教材有所不同，一种是：平面有向线段称为矢量；令其以一定的角速度反时针旋转以表示正弦量，称为旋转矢量，字符用黑体或上面加一横；再将矢量置于复平面上，用复数表示称为相量，字符上加一点。本书第一版用的就是这种定义。另一种是：平面有向线段以一定的角速度反时针旋转，用于表示正弦量，即称为相量，字符上加一点。这是因为它此时已经是时间的函数，是一个变量，“相”的含义即“变化状态”，因此应当称为相量，不必再用“旋转矢量”这一过渡的名称。本书第二版现在采用了这一定义。至于相量的计算，简单的可以用相量图，借助几何关系来计算，也可