正弦交流電相位初相位相位差教案

2021-03-04 02:06:24 字數 2207 閱讀 7960

教案 (31 )

【匯入新課】

[1]直流電的定義及表示

[2]電磁感應現象

通過回顧電能的應用引入交流電及本節課題--正弦交流電的產生

【教學過程】

5.1.4正弦交流電的相位、初相位、相位差

一、相位和相位差

[1.]相位定義:任意乙個正弦量y=asin( t 0)的中的( t 0)稱為相位。

[2.]初相位:相位中的 0,稱為初相位,可反映正弦交流電的初始(t=0)的值。

[3.]相位差:兩個同頻率正弦量的相位之差(與時間t無關)。可證明:兩個同頻率正弦量的相位之差等於初相位之差。

設第乙個正弦量的初相為 01,第二個正弦量的初相為 02,則這兩個正弦量的相位差為 12= 01 02

並規定 1212180 或

[4.]兩個正弦量的相位關係的討論:(1)當 12>0時,稱第乙個正弦量比第二個正弦量的相位越前(或超前) 12;

(2)當 12<0時,稱第乙個正弦量比第二個正弦量的相位滯後(或落後)| 12|;

(3)當 12=0時,稱第乙個正弦量與第二個正弦量同相,投影圖7-1(a)所示;

(4)當 12= 或 180 時,稱第乙個正弦量與第二個正弦量反相,投影圖7-1(b)所示;

(5)當2-12

或 90 時,稱第乙個正弦量與第二個正弦量正交。

二、應用舉例:

[1]已知u=311sin(314t 30 )v,i=5sin(314t 60 )a,則u與i的相位差為:

ui=( 30 ) ( 60 )= 90

即u比i滯後90 ,或i比u超前90 。

[2]正弦交流電流i=2sin(100 t 30 )a,如果交流電流i通過r=10 的電阻時,電流的最大值、有效值、角頻率、頻率、週期及初相並求電功率p

解:最大值im=2a有效值i=2 0.707=1.414a, =100 rad/sf= /2 =50hzt=1/f=0.02s 0=30

在一秒時間內電阻消耗的電能(又叫做平均功率)為p=i2

r=20w,

五、總結:

本節介紹了正弦交流電的定義特點及三要素,結合正弦表示式搞清各要素間關係及物理意義,並學會相關計算;正確理解相位差的含義及兩正弦交流電間相位關係。

三、正弦交流電的三要素

振幅、角頻率、初相這三個引數叫做正弦交流電的三要素。任何正弦量都具備三要素。1、週期與頻率、角頻率

[1.]週期

定義:正弦交流電完成一次迴圈變化所用的時間叫做週期。表示:用字母t表示,單位為秒(s)。

顯然正弦交流電流或電壓相鄰的兩個最大值(或相鄰的兩個最小值)之間的時間間隔即為週期。

[2.]頻率

定義:週期性訊號一秒鐘內變化的次數,稱為頻率.表示:符號f表示,單位赫茲、千赫茲、兆赫茲

與週期關係:頻率表示正弦交流電流在單位時間內作週期性迴圈變化的次數,同週期一樣表徵交流電交替變化的速率(快慢)。由定義顯然頻率與週期是的倒數關係,即tf1

[3]角頻率:

定義:一秒鐘變化的角度,單位rad/s週期與角頻率間關係:

2t即由交流電表示式中角頻率可求出週期。舉例照明電路中正弦交流電週期t=0.02s

同樣角頻率與頻率之間的關係為: =2πf

2、有效值

[1.]有效值由來:在電工技術中,有時並不需要知道交流電的瞬時值,而規定乙個能夠表徵其大小的特定值——有效值,其依據是交流電流和直流電流通過電阻時,電阻都要消耗電能(熱效應)。

設正弦交流電流i(t)在乙個週期t時間內,使一電阻r消耗的電能為qr,另有一相應的直流電流i在時間t內也使該電阻r消耗相同的電能,

即qr=i2

rt。就平均對電阻作功的能力來說,這兩個電流(i與i)是等效的,則該直流電流i的數值可以表示交流電流i(t)的大小,於是把這一特定的數值i稱為交流電流的有效值。

[2]有效值定義:

相同時間內讓一直流電和交流電通過同一段電阻,若產生的熱量相同,則把該直流電大小稱為該交流電的有效值。

【總結與擴充套件】研究磁對電流的影響,與電流的關係,並加深左手定則的使用。

【作業與練習】p100-1.2.3

【板書設計】:

【補充資料】

燒炭人與漂布人

燒炭人在一所房子裡經營,看見有乙個漂布人搬遷到他的旁邊來住時,滿懷高興地走上去勸他與自己同住,並解釋說這樣彼此更親密,更方便,還更省錢。漂布人卻回答說:「也許你說的是真話,但完全不可能辦到,因為凡我所漂白的,都將被你弄黑。

」這故事說明,不同類的人難相處。

【課後記】

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