范文一:正弦交流电的产生
正弦交流电的产生
正弦交流电是由交流发电机产生的,而发电机则是利用电磁感应的原理,将机械能转变为电能的装置。正弦交流电的主要物理量中包括有:(1)瞬时值、最大值和有效值,(2)周期、频率和角频率,(3)相位和相位差。正弦交流电的三种表示法一般有四种表示方法:解析法、曲线法、旋转矢量法和符号法。这里介绍前三种表示法:(1)解析法:又称三角函数表示法,是正弦交流电的基本表示方法。它就是用三角函数式来表示正弦交流电随时间变化的关系。(2)曲线法:就是利用三角函数式求出个时刻的相应角和对应的瞬时值,然后在平面直角坐标系中画出正弦曲线。又叫曲线图或波形图。(3)旋转矢量法:在数学中,我们已知道一个既有大小、又有方向的量,叫做矢量,而当一个矢量,以角速度绕点作反时针方向旋转时,我们则称它为旋转矢量。高中物理:正弦交流电的产生
范文二:正弦交流电的三要素
正弦交流电的三要素
正弦交流电的三要素 问题:
正弦交流电的三要素
答案:
正弦交流电的三要素是:
1、最大值;
2、角频率;
3、初相位
正弦交流电是随时间按照正弦函数规律变化的电压和电流。由于交流电的大小和方向都是随时间不断变化的,也就是说,每一瞬间电压和电流的数值都不相同,所以在分析和计算交流电路时,务必标明它的正方向。大小和方向随时间作有规律变化的电压和电流称为交流电,又称交变电流。正弦交流电在工业中得到广泛的应用,它在生产、输送和应用上比起直流电来有不少优点,而且正弦交流电变化平滑且不易产生高次谐波,这有利于保护电器设备的绝缘性能和减少电器设备运行中的能量损耗。
正弦交流电的三要素:
最大值;
角频率;
初相位
交流电在实际使用中,如果用最大值来计算交流电的电功或电功率并不适宜,因为毕竟在一个周期中只有两个瞬间到达这个最大值。为此人们通常用有效值来计算交流电的实际效应。
理论和实验都证明,正弦交流电的有效值等于“最大值乘以’0。5的开平方’也能够用最大值除以根号2。因除以一个数等于乘以这个数的倒数,也能够用最大值乘以根号2的倒数,根号2的倒数是0。707,因此可得有效值等于最大值乘以0。707。
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范文三:正弦交流电的表示方法
河北经济管理学校教案?电工技术基础与技能课程 任课教师:刘晓彤
河北经济管理学校教案 序号:1 编号:JL/JW/7.5.1.03
12.5
授课主题 正弦交流电的表示方法
1.了解如何用解析式法解析正弦交流电 教学目的 2.理解波形图法
3.掌握如何运用向量法表示正弦交流电
重点;
教学
1.旋转向量与正弦量
重点、难点
2.如何运用向量法分析正弦交流电
教学准备 教材~教案~板书~PPT
教学过程设计与时间分配
一、课堂导入与提问,10min,
二、讲授新课,25min,
1.解析式法解析正弦交流电
2.理解波形图法
3.旋转向量与正弦量,重难点,
4.运用向量法分析正弦交流电,重难点,
三、计算举例,30min,
四、课堂小结,15min,
五、布置作业,10min,
河北经济管理学校教案
教案内容
一、课堂导入与提问,10min,
人们为了便与研究正弦交流电~常用三种方法来表示正弦交流电~对于三种表示方法都有
河北经济管理学校教案?电工技术基础与技能课程 任课教师:刘晓彤 哪些了解,
二、讲授新课,25min,
1.解析式法解析正弦交流电
解析式法就是用三角函数式来表示正弦交流电的方法~即写出瞬时值表达式。它是表示正弦交流电最基本的方法。正弦交流电电动势、电压、电流的解析式一般表示为
e=Emsin,ωt+Φe,=Em sinα
u=Umsin,ωt+Φe,=Um sinα
i=Imsin,ωt+Φe,=Im sinα
2.理解波形图法
波形图是与正弦交流电解析式相对应的函数图像~它能形象、直观的表示正弦量
用波形图表示正弦交流电u = Um sin ωt
3.旋转向量与正弦量,重难点,
一个正弦量可以用一个旋转向量来
表示~如图所示
得出结论:一个正弦量可以用一个
起始位置等于正弦初相的旋转向量来表
示
4.运用向量法分析正弦交流电,重难
点,
,1,复数法:正弦量可以用复平面内的矢量表示~复数也可以用复平面内的矢量表示~因此正弦量可以用复数表示
,2,相量图法:向量在复平面上的图形称为向量图。作图时可以根据正弦量的最大值和初相画出最大值向量图~也可以根据正弦量的有效值和初相画出有效值相量图。一般我们使用有效值相量图~有效值相量图简称相量图。用相量图表示正弦量的方法称为相量图法 三、计算举例,30min,
河北经济管理学校教案?电工技术基础与技能课程 任课教师:刘晓彤
河北经济管理学校教案?电工技术基础与技能课程 任课教师:刘晓彤 四、课堂小结,15min,
1.解析式法就是用三角函数式来表示正弦交流电的方法~即写出瞬时值表达式。它是表示正弦交流电最基本的方法。
2.波形图是与正弦交流电解析式相对应的函数图像~它能形象、直观的表示正弦量
用波形图表示正弦交流电u = Um sin ωt
3.一个正弦量可以用一个旋转向量来表示
4.用旋转矢量表示正弦量时:
,1,矢量的长度表示正弦交流电的最大值,也可表示有效值,,
,2,矢量与横轴的夹角表示初相 。
,3,矢量旋转速度表示正弦交流电的角频率。
五、布置作业,10min,
课本P157自我测评4、5、6、7
范文四:正弦交流电的产生
正弦交流电的产生
物理组 陈娟
正弦交流电是交流电里最基本、最简单的一种,所以正弦交流电占有其特殊地位。到底有哪些方式可以产生正弦交流电呢,本文归纳成以下几种。 方式1:线框在匀强磁场中匀速转动产生正弦交流电
这是产生正弦交流电的最基本方式,也是感应发电机的原理。线框的转动轴一般跟磁场方向垂直,线框平面跟磁场方向垂直的位置叫中性面。在中性面处磁通量最大,而感应电动势最小为零。最大值E,nBSω,这一结果只要求转动轴,
与磁场方向垂直且与线圈在同一平面上即可,不要求转动轴在线圈的什么特殊位置上;这一结果也与线圈的形状无关。其瞬时值的表达式为e = Esinωt。 ,方式2:穿过线框内的磁场成余弦变化产生正弦交流电
如图2所示,垂直穿过线圈的磁场强弱成余弦变化时,根
据麦克斯韦的电磁理论可知,在线圈中会产生正弦交流电。即
磁感强度B,Bcosωt, 则线圈中的电流i = BS sinωt.(S,m
为线圈的面积)。这样形成的电流叫涡旋电流,在变压器的铁芯
中就存在着涡流;为防止因此而产生的损耗,所以变压器的铁
芯是由一片一片的硅钢片做成的。电磁炉就是利用这一原理制
成的。
方式3:导体棒匀速切割有界磁场时产生正弦交流电
例:如图3所示,一个被x轴与曲线
y=0.2sin10πx /3(,)所围的空间中存在着匀
强磁场。磁场方向垂直纸面向里,磁感强度B,
0.2T。正方形金属线框的边长是L,0.40,,电
阻R,0.1Ω,它的一边与,轴重合,在拉力F的
作用下,线框以,10,/s的速度水平向右匀速,
运动。试求:(1)拉力的最大功率是多少,(2)F
拉力F要做多少功才能把线框拉过磁场区,
分析:导体切割有边界的磁场时,其有效长度L往往会发生变化,所产生的电流也会随之发生变化。特别在这一题中,边界为正弦曲线,所产生的电流即为正弦交流电。在解决本题第(2)问,必须知道在线框被拉过磁场区域时,线框中产生的电流为正弦交流电的半波,因此其有效值为Byv/. m
方式4:互感产生正弦交流电
这种方式就是变压器的原理,实际上就是一个电生磁磁
生电的过程,也就是互感现象。如图4所示,这里不再赘述。
方式5:滑动变阻器上的滑片做简谐运动时产生正弦交流电
例:在图5所示的电路中,滑线变阻器是由均匀电阻
绕成的,是它的中点,电源电动势,3V,内阻忽略不,E
计。问:
(1)若要在A、B间得到一正弦交流电压,滑动触头P
如何滑动,
(2)当A、B间得到正弦交流电压时,其电压有效值最大可能是多少,
解析:AB两点间的电压就是P,间的电压。设滑线变阻器的总长为L,P,间长度为,。由串联电路的特点可知,U,,而E和L是定值,故欲使ABAB
间的电压为正弦电压,必须使,随时间,成正弦变化。因此,P应做简谐运动;即,,Xsinωt。振幅X越大其最大值越大,当振幅X取最大时其有效值为最大,MMM
因此有效值最大为V。
方式六:导体棒做简谐运动而切割磁感线时产生正弦交流电
例:如图6所示,PQ和MN是平行放着的
两根金属导轨(电阻忽略不计),其间距为L
左边接一阻值为R的电阻;右边有一导体棒
EF(电阻忽略不计)垂直放在导轨上。匀强磁场
垂直导轨平面向下,磁感强度大小为B. 问:
(1)导体棒在导轨上做何运动可以在电阻R上
得到正弦交流电,(2)若导体棒的速度为v
=Vsinωt, 那么电阻R在2π/ω时间内产生m
的焦耳热是多少,
解析:欲使电阻上得到正弦交流电,导体棒就应做简谐运动。正弦交流电的电压有效值为BLV/ 电阻R在2π/ω时间内所产生的焦耳热为,,
.
方式七:LC振荡电路产生高频正弦交流电
在LC振荡电路中,当电容器C充电之后,在电感L的自感和
电容C反复充放电的共同作用下,电路中就会产生高频正弦交
流电,叫做振荡电流。
除了以上几种方式之外,对压电材料施加周期性变化的作用力,压电材料由于其压电特性也会产生正弦交流电。压电材料现已广泛用于各种电气中。
范文五:正弦交流电的教案
【课题名称】
正弦交流电 【教学目标】
1.了解表征正弦交流电的各个物理量; 2.掌握正弦交流电的三种表示方法; 3.会分析正弦交流电; 【教学重点】
重点:表征正弦交流电的物理量、正弦交流电的表示方法 【教学难点】
难点:分析正弦交流电的物理量、相量表示法 【教学方法】
讲授法、启发式、引导式、多媒体动画、 【教学过程】
一、导入新课
以正弦交流电在实际生活中的应用引入,多媒体显示直流电和交流电的波形,激发学生的学习兴趣,集中学生的注意力。
二、讲授新课
教学环节1:正弦交流电的基本概念
教师活动:多媒体演示正弦交流电和直流电的波形;
学生活动:观察正弦交流电波形的特点,理解正弦交流电的基本概念;
教学环节2:表征正弦交流电的物理量 (一)周期、频率、角频率
教师活动:多媒体演示正弦交流电波形获取周期、频率、角频率的概念;
学生活动:理解掌握周期、频率、角频率的概念; (二)相位、初相位、相位差
教师活动:教师给出相位的定义,多媒体演示初相位、相位差; 学生活动:观察演示理解相位、初相位、相位差的含义; (三)瞬时值、最大值、有效值
教师活动:引导学生根据正弦交流电分析瞬时值、最大值、有效值;
学生活动:根据正弦电压或正弦电流分析最大值、有效值; 教学环节3:正弦交流电的表示方法
教师活动:指导学生学习表示正弦交流电的三种表示方法; 学生活动:练习用三种方法表示正弦交流电;
三、课堂练习
思考与练习第1、2、3题、第4题的(1)、(4)。 四、课堂小结
1.表征正弦交流电的物理量: (1)周期:T、 频率:f=
1
、角频率:ω=2π=2πf
TT
(2)相位、初相位、相位差
在式i=Imsin(ωt+?0)中,ωt+?0 表示相位,?0表示初相位,
两个同频率正弦量的相位之差表示相位差。 (3)瞬时值、最大值、有效值
正弦量的有效值是最大值的0.707倍。
2.最大值、频率和初相位是正弦交流电的三要素。
3.正弦交流电可用三角函数式、波形图、相量图来表示,它完整地描述了正弦量随时间变化的规律。
正弦交流电的三角函数表达式为:i=Imsin(ωt+?0) 五、课后作业
思考与练习第4题的(2)和(3)、第5、6题。 【板书设计】
【课题名称】
纯电阻电路 【教学目标】
1.掌握纯电阻电路中电流与电压的数量关系及相位关系; 2.理解纯电阻电路的功率;
3.会分析纯电阻电路的电流与电压的关系; 4. 会分析计算纯电阻电路的相关物理量。 【教学重点】
重点:纯电阻电路的电流与电压的关系 【难点分析】
难点:纯电阻电路的功率 【教学方法】
实验法、讲授法、演示法、现场教学法 【教具资源】
灯泡、滑动变阻器、电线、电源、信号源、示波器、多媒体动画 【教学过程】
一、导入新课
教师以日常生活中的电路为例说明纯电阻电路的定义,通过实验引导学生分析电路,激发学生的学习兴趣,集中学生的注意力。
二、讲授新课
教学环节1:电流与电压的数量和相位关系 教师活动:实验演示电流与电压的关系。
学生活动:观察示波器的波形,分析电流与电压的数量关系及相位关系;
教学环节2:电路的功率
教师活动:教师说明瞬时功率和有功功率的关系式,分析纯电阻电路的功率曲线;
学生活动:记忆理解公式,应用公式进行计算; 能力培养:培养学生用理论分析问题的能力。 三、课堂练习
思考与练习第1、2、3题
四、课堂小结
1.在纯电阻交流电路中,任意瞬间加在电阻两端的电压和流过它的电流符合欧姆定律且同相位。 2.瞬时功率:pR=2URIsin2ωt
3.有功功率:P=IUUR=RI2
=
R
2R
五、课后作业
思考与练习第4 、5题。 板书设计】 【
【课题名称】
纯电感电路 【教学目标】
1.掌握纯电感电路中电流与电压的数量关系及相位关系; 2.理解纯电感电路的功率;
3.会分析纯电感电路的电流与电压的关系; 4. 会分析计算纯电感电路的相关物理量。 【教学重点】
重点:纯电感电路的电流与电压的关系 【难点分析】
难点:纯电感电路的功率 【教学方法】
实验法、讲授法、演示法、 【教具资源】
电感线圈、示波器、信号源、多媒体动画 【教学过程】
一、导入新课
教师以实际电路引入纯电感电路的定义,通过演示引导学生分析电路,激发学生的学习兴趣,集中学生的注意力。
二、讲授新课
教学环节1:电流与电压的数量和相位关系
教师活动:介绍感抗的定义,引导学生分析感抗与频率的关系,演示电流与电压的关系。
学生活动:分析感抗与频率的关系,总结电压与电流的关系; 教学环节2:电路的功率
教师活动:教师说明瞬时功率、有功功率、无功功率的关系式,分
析纯电感电路的功率曲线;
学生活动:记忆理解公式,应用公式进行计算; 能力培养:培养学生用理论分析问题的能力。 三、课堂练习:
思考与练习第1、2、3、6题
四、课堂小结
1.电流与电压的数量关系:Im=
I=
ULmXL
注意:瞬时值不符合欧姆定律。ULXL
2.电流与电压的相位关系:电压超前电流90o,或者说电流滞后
90o。
3.瞬时功率: pL=ULIsin2ωt 有功功率: P=0
无功功率:Q2
U2
L
L=IUL=IXL=
X
L
五、课后作业 思考与练习第4、5题 板书设计】 电压【
【课题名称】
纯电容电路 【教学目标】
1. 掌握电容的定义;
2.掌握纯电容电路中电流与电压的数量关系及相位关系; 3.理解纯电容电路的功率;
4.会分析纯电容电路的电流与电压的关系; 5. 会分析计算纯电容电路的相关物理量。 【教学重点】
重点:纯电容电路的电流与电压的关系 【难点分析】
难点:纯电容电路的功率 【教学方法】
实验法、讲授法、演示法、 【教具资源】
电容、示波器、信号源、多媒体动画 【教学过程】
一、导入新课
教师展示电容器,多媒体演示电容器在实际生活中的应用,激发学生的学习兴趣,集中学生的注意力。
二、讲授新课 教学环节1:电容器
教师活动:展示电容器、引入电容的定义; 学生活动:记忆电容的单位及公式; 教学环节2:电流与电压的数量和相位关系
教师活动:介绍容抗的定义,引导学生分析容抗与频率的关系,演示电流与电压的关系。
学生活动:分析容抗与频率的关系,总结电压与电流的关系; 教学环节3:电路的功率
教师活动:教师说明瞬时功率和有功功率的关系式,分析纯电容电
路的功率曲线;
学生活动:记忆理解公式,应用公式进行计算; 能力培养:培养学生用理论分析问题的能力。 三、课堂练习:
思考与练习第1、2、3、5题 四、课堂小结 1.电容: C=
Q U
UCmXC
2.电流与电压的数量关系:Im=
I=
注意:瞬时值不符合欧姆定律。电流90o。
4.瞬时功率: pC=UCIsin2ωt 有功功率: 五、课后作业 思考与练习第4题 【板书设计】
2UC
QC=IUC=IXC=
XC
2
UCXC
3.电流与电压的相位关系:电流超前电压90o,或者说电压滞后
【课题名称】
电阻与电感串联电路 【教学目标】
1.掌握电路中电流与电压关系; 2.理解功率因数;
3.会分析纯电路中电流与电压的关系; 4. 会分析计算电路中的相关物理量。 【教学重点】
重点:电阻与电感串联电路的电流与电压的关系、功率和功率因数
【难点分析】
难点:电路的功率及功率因数 【教学方法】
讲授法、演示法、 【教具资源】
多媒体动画 【教学过程】
一、导入新课
以实际生活为例,多媒体演示两种及两种以上的元件组成的电路,设置疑问(如何分析),激发学生的学习兴趣,集中学生的注意力。
二、讲授新课
教学环节1:电流与电压的关系 教师活动:引导学生分析电路;
学生活动:根据分析总结电路的电流与电压的关系; 教学环节2:电路的功率
教师活动:教师讲解有功功率、无功功率、视在功率的公式。 学生活动:记忆理解公式,应用公式进行计算; 教学环节3:功率因数
教师活动:教师讲授功率因数的定义,分析功率因数的意义; 学生活动:分析功率因数在实际生活中的应用; 能力培养:培养学生用理论分析问题的能力。
三、课堂练习:
思考与练习第1、2、3、6、7题 四、课堂小结
1.电流与电压的关系:U=UR+UL
电压相量U、UR和UL三者构成电压三角形,U与UR之间的夹角
?角就是总电压与总电流的相位差?,即总电压超前于电流?角。
?
???
????
(阻抗角)取决于电路中的参数R、L和电源的频率f,而与电压和电流的大小及相位无关,并且?角的大小总是在0~90o之间。
2
UR
2.有功功率:P=PR=IUR=IR=
R
2
2UL
无功功率:QL=IUL=IXL=
XL
2
视在功率:S=IU 3.功率因数:λ=cos?=
PUR=R= SUZ
采用在感性负载两端并联适当的电容的方法提高功率因数。 五、课后作业 思考与练习第4、5题 【板书设计】
【课题名称】
电感性负载和电容串联电路
【教学目标】
1.理解RLC串联电路中阻抗的关系
2.掌握谐振电路的特性;
3.会应用谐振电路的特性分析收音机谐振电路
【教学重点】
重点:RLC串联电路阻抗的关系
【难点分析】
难点:谐振电路
【教学方法】
讲授法、演示法、多媒体教学法
【教具资源】
多媒体动画
【教学过程】
一、导入新课
实物演示谐振电路的应用,如收音机的调谐,激发学生的学习兴趣,集中学生的注意力。
二、讲授新课
教学环节1:RLC串联电路阻抗的关系
(一)RLC串联电路的电压、阻抗
教师活动:多媒体演示引导学生分析RLC串联电路的电压三角形、阻抗三角形;
学生活动:根据分析总结RLC串联电路的阻抗关系;
(三)例题讲解
教师活动:指导学生分析例题;
学生活动:掌握分析方法及解题思路并进行相应练习; 能力培养:培养学生解题的技能与技巧
教学环节2:谐振电路
(一)谐振电路
教师活动:实验演示,学生注意观察现象;
学生活动:根据观察分析总结谐振的定义、条件、频率。
(二) 谐振电路的特点
教师活动:多媒体动画演示谐振状态,指导学生分析串联谐振电路的特点;
学生活动:根据演示分析总结串联谐振电路的特点。
(三)谐振电路的应用
教师活动:操作收音机的调谐,在操作过程中,提出问题; 学生活动:分组分析讨论问题、解决问题
能力培养:培养学生用理论分析问题的能力。
(三)例题讲解
教师活动:指导学生分析例题;
学生活动:掌握分析方法及解题思路并进行相应练习; 能力培养:培养学生解题的技能与技巧。
三、课堂练习:
思考与练习第1、2、3、6、7题
四、课堂小结
1.RLC串联电路的阻抗关系 电压三角形:U=2
R+(UL-UC)2 阻抗三角形:Z=R2+(XL-X2
C)2=R+X2
2.谐振电路
串联谐振电路的定义、条件、频率、特点;
谐振电路的应用
五、课后作业
思考与练习第4、5题
【板书设计】