汽车电工电子技术第3版教案.doc

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1、教 案 首 页课 程汽车电工电子技术专业汽车班 级授课日期1讲教 学 目的了解电路的组成学会计算负载消耗的电能和实际功率能够区别电压和电位的概念知道电流、电压、电动势的正负号与参考方向的关系学会区分电路所处的不同状态，掌握不同状态下电压和电流及功率的计算教 学内容任务一 认识简单直流电路教材分析重点欧姆定律的应用，I、U、E的参考方向学会区分电路所处的不同状态，掌握不同状态下电压和电流及功率的计算难点电位的计算不同状态下电压和电流及功率的计算授课方法及手段复习 讲授、自学、讨论相结合双语教学板书-教案中画线部分任务1 认识简单直流电路一、电路的组成电路就是电流所通过的路径。作用：一是实现能量的

2、转换、传输和分配；二是实现电信号的处理与传递。电路组成：电源、负载、中间环节。1电源电源：非电能转换成电能、并向外提供。例如蓄电池、硅整流发电机。2负载用电设备是将电能转换成其他形式能量的装置，也称为负载。3中间环节（画一个汽车喇叭的电路，促使学生思考这个环节包括什么？）主要是指把电源和负载联接起来的部分，构成电流通路，起着什么作用？二、电路模型1电原理图用规定的图形符号表示实际电路中的各器件联结关系的原理图称为电原理图。2理想电路元件及电路模型【想一想】你所知道的汽车电路图中常用到的图形符号有哪些？（可查阅“汽车电器设备”书籍）三、电路中的几个基本物理量1电流电流定义：电流可分为两类：恒定电

3、流、变动电流。正弦交变电流，简称交流，简写作AC。对于直流电流， 对于交流电流，（1）电流的正方向 规定正电荷定向运动的方向为电路中电流的正方向。（2）电流的参考方向 对于复杂电路，当某支路的电流实际方向难以判断时，可假定其电流的参考方向。当电流为正值时，说明？；当电流为负值时，说明？2电压电场力把单位正电荷从a点移到b点所做的功（a、b是电场中的任意两点），记为Uab。电压它总是和电路中的两个点有关。【想一想】车用蓄电池的正负极桩之间的电压是多少？每个单格电池电压是多少？【课堂互动】什么电压正方向？在事先难以判断元件两端电压或电路中两点间电压的真实极性时怎么办？（1）电压的正方向。电压的正方

4、向由高电位（“+”极性）指向低电位（“”极性），即表示电位降落的方向。（2）电压的参考方向。在分析复杂电路时，难以判断元件两端电压的真实极性，可以任意选取电压的参考方向，并以此计算。3电位（1）定义 在电路中任选一点为参考点0，该电路中某一点a到参考点0的电压就称为a点的电位。（2）参考点（也叫零电位点）V0=0V。Va=Ua0=VaV0 某点a的电位数值上就等于点a与零电位点之间的电压。（3）电位是相对值 电路中某点的电位是相对于参考点的选择而改变的。【讨论】 电位和电压有什么异同点？4电动势电动势只存在于电源内部，它表示电源将其他形式的能量转换成电能的能力，用E表示，单位？正方向？【讨论】

5、电源的端电压和电动势的关系？5电能和电功率（1）电功 W =U I t （J） （J）（2）P，单位瓦特（W）。1kWh=1000W3600s=3.6106J举例，如【例题1-1】 【想一想】例1-1中，若让a点接地，那么图中a、b、c各点的电位如何？Ubd间的电压值变不变？电阻R1消耗的电功率如何？【例1-2】四、电路的三种工作状态1. 负载状态负载状态即电源的带载状态，或称有载工作状态。此时：（1）电路中的电流 （2）电源的端电压 U1=EIR0U1总是小于电源的电动势。若忽略线路压降，则负载端电压与的端电压相等，U2=U1。（3）电源的输出功率 若不计线路损失，则有P1=U1I=U2I=

6、P2，即电源的输出功率等于负载的消耗功率。【课堂互动】当电源E和内阻R0一定时，负载电阻R为多少时，电源的输出功率（负载的消耗功率）最大？2.短路状态是电路的一种极端运行状态。（1）电源中的电流IS最大，但对外输出电流I为零（最小）。IS=E/R0， （2）电源和负载的端电压均为零，即U1=EISR0=0，U2=0。电动势全部降落在内阻上，无输出电压。（3）电源的输出功率P1=U1I=0，负载所消耗的功率P2=U2I=0。3.空载状态空载状态又称为断路或开路状态。（1）即I=0。（2）电源的端电压（又称为开路电压或空载电压）用U0表示，即U1=U0=EIR0=E。（3）空载时，输出功率（P1=

7、U1I）和负载所消耗的功率（P2=U2I）均为零。【想一想】以上这三种状态，哪种应是电路的正常工作状态？五、电气设备的额定值用UN、IN、PN来表示。本课小结：（1）电路及组成；电压和电位的区别；电压、电流、电动势的正方向。（2）电路通常有：负载状态、短路状态、空载状态。各种电气设备的电压、电流及功率都有一个额定值，电气设备在实际运行时，应严格遵守各有关额定值的规定。作业：同步训练1-11-5题。教 案 首 页课 程汽车电工电子技术专业汽车班 级授课日期2讲教 学 目的了解固定电阻、电感、电容的命名方法，并掌握其标识方法能够对电阻、电感进行正确的识别与测量能够对电容进行正确的识别与检测教 学内

8、容任务2 常用电路元件的检测教材分析重点能够对电阻、电感进行正确的识别与测量能够对电容进行正确的识别与检测难点电感和电容元件的检测授课方法及手段复习 讲授、自学、讨论相结合双语教学任务2 常用电路元件的检测复习：1、简述电流及电压参考方向的含义2、电压与电位有何区别？你知道电路中有哪些电路元件呢？一、电阻元件（一）电阻及分类1电阻的定义物体对电流通过时的阻碍作用称为“电阻”。2电阻R与什么有关R=L/S。3电阻的分类（二）认识固定电阻1固定电阻的命名方法如：RJ73中，R第一部分主称，电阻器；J第二部分表示材料，金属膜；7第三部分表示类别，精密电阻；3表示设计序号。2电阻值的标识（1）直标法也

9、有采用习惯标记法的，例如：5M6 ，表示电阻值为5.6M，表示允许误差为10%。（2）色标法（通过多个固定电阻认识色标法，并通过万用表测量认识色环是否正确）例如：电阻四色环颜色为：红红棕金，红第一位数是2，红第二位数是2，棕倍乘数为10，金允许误差为5%。即电阻值为220，其误差为5%。【想一想】电阻的五色环为：棕紫绿金棕，它表示的电阻值和允许误差分别是多少？ （3）文字符号法例如：3M9K，表示3.9M，K表示允许误差为10%。3电阻额定功率的识别两种标示方法：2W以上的电阻，直接用数字印在电阻体上；2W以下的电阻，以自身体积大小来表示功率。4电阻允许误差标志符号【课堂互动】学习了电阻标识后

10、，用固定电阻实物训练学生读取电阻数值及误差。（三）可变电阻电位器的电阻值其变化规律有三种不同形式：X型：直线型。Z型：指数型。D型：对数型。（四）电阻的测量（万用表实际测量电阻）电阻的大小可用欧姆表进行测量，测量时应注意的事项。【讨论】如果不按规定方式测量电阻，会产生什么情况呢？（五）特殊电阻1热敏电阻（RT）热敏电阻可以分为三种：（1）正温度系数热敏电阻（简称PTC） ：随温度升高，电阻值会大幅增加。（2）负温度系数热敏电阻（简称NTC）：指随温度升高，电阻值会大幅度减小的电阻（温度每升高1，阻值约比冷态时减小4%左右）。（3）临界温度系数热敏电阻（CTR）：当半导体材料未达到某一临界温度时

11、，有一个稳定的电阻值，达到某一临界温度后，电阻值骤然变化到另外一个数值。【课堂互动】不同温度下，用万用表测量水温传感器的电阻。（或检测进气温度传感器）2压敏电阻例如：半导体压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器、电阻应变计式碰撞传感器等。3光敏电阻器按所用半导体材料不同可分为：单晶光敏电阻器、多晶光敏电阻器。按光敏电阻的光谱特性可分为：红外光光敏电阻器、可见光光敏电阻器、紫外光光敏电阻器。光电式光量传感器可以用于汽车上各种灯具的自动点亮控制，也可用于控制前大灯调节继电器的自动控制。4气敏电阻器气敏电阻器是一种新型气电转换元件，它利用金属氧化物半导体表面吸收某种气体分子时，会发生氧化反应或还原反应而使

12、用电阻值改变的特性制成的。分为：N型、P型、结合型。二、电感元件【课常互动】可以用各类电感实物，让学生识别和检测。1电感器的分类分为：固定电感器和可变电感器。还可分为：空心电感器、铁心电感器、磁心电感器。还分为：具有自感作用的线圈、具有互感作用的变压器线圈。2电感器的命名3固定电感器的识别方法（1）直标法。 （2）色环标法。【想一想】某一电感器的色环标志依次是：棕红红银，它含义？4电感器的检查与测试（由学生检测）（1）电感器的检查包括外观检查和绝缘检查。（2）测量其电阻。【讨论】让学生分析教材中电感测试方法的理论依据是什么？三、电容元件【课常互动】可以先让学生识别和检测各类电容器的实物。电容在

13、电路中主要功能：可用于稳定电压；可用于隔离直流；与电阻或电感形成谐振电路；可用于控制时间；用于交流通路可起到耦合作用。1电容的基本性质电容器有两个重要的特性：（1）阻隔直流电通过、而允许交流电通过的特性。（2）充电特性、放电特性。2电容器的型号命名方法3电容的单位和符号电容：C=q/U，单位：法拉（F）电容电路中电压和电流的关系：4电容的主要参数（1）标称容量和偏差（2）额定直流工作电压 （3）电容器的误差 电容器的误差通常分为三个等级：级（5%）、（10%）、（20%）。5电容器的主要种类和特点可分为无极性、有极性电容器。变可分为固定、可变电容器。有极性电容器、使用时一定要正极性端连接电路的

14、高电位，负极性端连接电路的低电位；、否则会引起电容器的损坏。6. 电容器的检测（用万用表检测）（1）测电容的漏电阻（适用于0.1F以上容量的电容）（2）判断电解电容的极性【课堂互动】让学生总结电容器测量的步骤。7. 介绍电容器在汽车电路中的典型应用课堂小结电阻值的标识方法有：直标法、色标法、文字符号法等。可变电阻按其阻值变化规律有三种不同形式：直线型、指数型、对数型。测量电阻时，要断开电路上的电源，并使被测电阻的一端断开。电感器的标识方法有直标法、色环标注法。可以用万用表测量线圈阻值来判断其好坏。电容器的几个主要参数。作业：1-61-9题教 案 首 页课 程汽车电工电子技术专业汽车专业班 级授

15、课日期3讲教 学 目的理解支路、节点、回路、网孔的概念正确认识基尔霍夫电流定律和电压定律内容及推广应用学会用基尔霍夫定律列方程，会求电路中任一点的电位和任意两点之间的电压学会用“支路电流法”求具有2个节点、3条支路的双电源供电电路的各支路电流教 学内容任务3 复杂电路的计算教材分析重点学会用基尔霍夫定律列方程，会求电路中任一点的电位和任意两点之间的电压学会用“支路电流法”求具有2个节点、3条支路的双电源供电电路的各支路电流难点求电路中任一点的电位和任意两点之间的电压“支路电流法”求解复杂电路授课方法及手段复习 讲授、自学、讨论相结合双语教学任务3 复杂电路的计算问题引入：由书上图1-23复杂电

16、路，若已知各电动势和电阻的数值，怎样求各电流的大小和方向呢？导入新课。在介绍定律之前，先来说明电路中的几个术语（以图1-23为例讲解）。图1-23 复杂电路示例（1）支路 概念；（2）节点；（3）回路 (4)网孔。注意：网孔和回路是有区别的。【课堂互动】由学生指出图1-23中的节点、支路、回路、网孔的数目。一、基尔霍夫电流定律（KCL）1基尔霍夫电流定律节点电流定律，叙述（略），公式：I入=I出或者 I=0该定律体现了什么原理？与支路上是什么元件有关吗？针对图1-23列方程：I1+I2=I3 或 I1+I2+（I3）=02基尔霍夫电流定律的推广由一个节点扩展到一个任意一个假想的封闭面（或封闭网

17、络）。【例1-3】 （略）【想一想】求出I5电流后，将A-B-F-E-A电路看成一个广义节点，可以求出I6吗？二、基尔霍夫电压定律（KVL）1基尔霍夫电压定律回路电压定律，它反映的是电路中任一回路各元件的电压和电动势之间的关系。定律内容（略）： 公式：E = I R或表述为：U =0。它体现了什么定律？与路径的选择方向有关吗？ 列方程时应注意：在列方程时，必须首先选取回路的绕行方向，假定各支路的电流方向。电阻电压降的正、负号的确定； 电动势的正、负号的确定。2基尔霍夫电压定律推广可以由一个闭合的真实路径推广到一个不完全由实际元件组成的假想的回路。【例1-4】 如图1-27所示，R1=R2=15

18、，E1=E2=E3=12V，E4=E5=3V，求电路中的电流的大小和方向。【解】 （略）【想一想】若设电路中的电流方向为顺时针方向，结果如何？三、基尔霍夫定律的应用1用支路电流法求解复杂电路支路电流法概念：应用支路电流法解题的方法步骤（假定某电路有n条支路、m个节点）：（1）首先标定各待求支路的电流参考正方向及回路绕行方向；（2）应用基尔霍夫电流定律可列出（m1）个节点方程；（3）应用基尔霍夫电压定律可列出n（m1）个独立的回路电压方程；（4）由电流定律和电压定律联立方程组来求解各支路的电流。（5）根据求出结果的正负，确定支路中实际的电流方向。【例1-5】 （略）板书解题步骤，强调解题方法。【

19、讨论】本题中若选择不同的回路绕向，结果如何？若选择E1-R1-R3-E1回路和分别和回路或列电压方程，如果如何？若假设图中相反电流方向，结果会如何？ 通过这些问题，就会明确结果与实际方向、参考方向的关系，熟悉支路电流法解题步骤。2应用基尔霍夫定律进行电位的计算零电位点可以任意选择。汽车电路中常用搭铁表示零电位。电路中某点的电位，就是从该点出发，沿任选的一条路径“走”到参考点所经过的全部电位降的代数和。强调计算电路中某点A电位的方法和步骤：以图1-29电路为例说明计算电位的方法、步骤。以图中的点D为参考点，求点A的电位时有三条路径：沿AE1D路径： VA=E1沿ABD路径： VA=I1R1+I3

20、R3+E3沿ABCD路径： VA=I1R1+I2R2E2显然，沿AE1D路径计算点A电位最简单，但三种计算方法的结果是完全相同的。【例1-6】 （略） 【想一想】你能从该例题中各点的电位及UCD的数值中得出什么结论？课堂小结：基尔霍夫电流定律反映了复杂电路中任意一个节点的各支路电流之间关系。基尔霍夫电压定律反映的是电路中任一回路各元件的电压和电动势之间的关系。作业：P3211、12、13教 案 首 页课 程汽车电工电子技术专业汽车专业班 级授课日期4讲教 学 目的认识电桥电路的连接特点掌握电桥平衡状态及处于平衡状态的条件及计算能够运用电桥电路，学会分析汽车上某些传感器的工作原理教 学内容任务3

21、 复杂电路的计算教材分析重点掌握电桥平衡状态及处于平衡状态的条件难点能够运用电桥电路，学会分析汽车上某些传感器的工作原理授课方法及手段 讲授、讨论相结合双语教学四、惠斯通电桥 重点：认识电桥电路的连接特点，掌握电桥平衡状态及处于平衡状态的条件难点：能够运用电桥电路，学会分析汽车上某些传感器的工作原理复习：基尔霍夫定律的内容及推广？ 图1-31是用比较法测量电阻的电路，单臂电桥。图1-31 惠斯通电桥电路电桥有两种应用方式：平衡方式；不平衡方式。1电桥平衡的必要条件调节R3、R4比值,使电流计中电流为零，电桥处于平衡状态，c、d两点的电位相等(Uc=Ud，即Ucd=0)，c、d之间无电流，Ig=

22、0， 或R1R4=R2R32电桥平衡时测量电阻若选用三个（R1、R2、R3的数值）定值电阻，再采用高灵敏度检流计，调节电桥平衡状态，可测得另外一个桥臂R4的电阻。即通过R4=R2R3/R1 从而求出R4。3电桥的不平衡电桥不平衡是指c、d中有电流通过。这时，也可以测量电阻，但它和电桥平衡时测电阻有原则的区别，将图中的检流计G改为使用电流计，它的作用不是检测该支路有无电流，而是测量该支路电流的大小。 五、惠斯通电桥的应用【例1-7】 （此略）重点如何列方程。如何简化未知量。【课堂互动】让学生分析该电路的特点（即节点数、支路数、网孔数）。【解】 （分析结果）（1）当温度为0时，由于（R2+Rt）=

23、R3=R1=R4=400，满足电桥平衡条件，此时Ig=0，Ug=0。（2）当温度为100时，R2+Rt=422，不满足电桥平衡条件，Ig0，代入上面方程式得：Ig=0.053mA ，Ug=IgRg=31.8mV。【课堂互动】由学生通过本例题的计算，总结出电桥电路测温度的原理。【例1-8】 （略）讲解空气流量计的工作原理：作业：P32，10、13题、14教 案 首 页课 程汽车电工电子技术专业汽车专业班 级授课日期5讲教 学 目的掌握交流电的概念及描述交流电的基本物理量了解交流电动势的产生原理了解相位差概念，掌握交流电的三要素能够用数学方法求出有效值与最大值的关系能够从交流电的表达式中求出相关的

24、描述交流电的量会求两个同频率正弦交流电的相位差，指出其超前或滞后关系教 学内容任务1 认识交流电教材分析重点交流电的三要素求两个同频率正弦交流电的相位差，指出其超前或滞后关系难点交流电动势的产生原理能够用数学方法求出有效值与最大值的关系授课方法及手段复习 讲授、练习相结合双语教学引入：在工农业生产和日常生活中所用的电一般都是正弦交流电，现在汽车上的直流电都是由交流发电机产生后整流获得的。那么什么是交流电呢？它有哪些特征？如何进行计算？任务1 认识交流电一、交流电的基本概念1什么是交流电大小和方向都随时间作周期性变化的电动势、电压和电流分别称为交变电动势、交变电压、交变电流，统称为交流电。如图2

25、-1（b）、（c）、（d）所示为交流电。 【想一想】图2-1（b）的曲线与（c）、（d）的曲线有什么不同？2正弦交流电的产生 e=Emsin（t+） 式中Em =Bm lV，称为感应电动势最大值。【课堂互动】由学生总结产生正弦交变电动势的原理。二、表示交流电特征的几个物理量1频率、周期和角频率正弦交流电变化一周所需的时间叫周期，T。 交流电在1秒内变化的周数，频率，f。关系是：T=1/f 1Hz=1s-1。把发电机线圈每秒钟经过的电角度叫角频率，用表示。=/t角频率与频率、周期之间，显然有：=2/T=2f 【课堂互动】我国工业电频率50HZ，周期和角频率？你了解其他国家工业用电的频率吗？2瞬时

26、值、最大值、有效值（1）瞬时值 规定用小写字母e、u、i表示。 （2）最大值（幅值） 规定用大写字母加脚标m表示，如用Im、Em、Um（3）有效值 交变电流的有效值：即在相同的电阻中，分别通入直流电和交流电，在经过一个交流周期时间内，如果它们在电阻上产生的热量相等，则用此直流电的数值表示交流电的有效值。有效值规定用大写字母E、I、U表示。同理【课堂互动】让学生从有效值的定义通过推导得出结论：正弦交流电的有效值=最大值的0.707。【例2-1】 某电容器的耐压值为250V，问能否将其用在220V的单相交流电源上？3相位电角度（t+）叫做正弦交流电的相位。4初相角（初相位）我们把t=0时刻正弦量的

27、相位叫做“初相”，用“”表示。规定|180。【想一想】怎样从波形图上看出初相角的正、负？怎样通过初相角为零的波形画出初相角为的交流电的波形图？5两个同频率的正弦交流电的相位差两个同频率的正弦交流电的相位角之差叫相位差。用表示。例如，已知则i1和i2的相位差为=(t+1)(t+2)=12相位差等于它们的初相之差。若相位差=120，且|弧度，称“i1的相位超前于i2的相位”；若=120，且|弧度，称“i1滞后于i2”；若=12=0，称“i1和i2同相位”（图2-6中的u 和i也是同相位）；若相位差=12=180，则称“i1和i2反相位”（图2-6中的u和e是反相位）。在比较两个正弦交流电之间的相位

28、顺序时，两个正弦量一定要同频率才有意义。【课堂互动】以上讲的这些基本物理量，知道了哪几个量就可以完整地描述一个正弦交流电了？由此引出三要素。三、正弦交流电的三要素正弦交流电的最大值、角频率和初相角叫做正弦交流电的三要素。上述表达式的含义是：表示了任意时刻交流电的瞬时值。【例2-2】 如图2-7所示的正弦交流电的角频率为，请写出它们的瞬时值表达式。【例2-3】 一个正弦电压的初相为60，U=100V，T=0.02s，求它的瞬时值表达式。【讨论】 写出交流电的瞬时值表达式的关键是什么？ 【例2-4】 已知正弦交流电：i1=5 sint A i2=10 sin（t+45）A i3=50 sin(3t

29、-45) A求：i1和i2相位差。【讨论】求i2、i3的相位差有意义吗？【想一想】怎么求i= i1+i2的表达式？怎么求i= i1i2的表达式？用什么方法？ 课堂小结作业：2-1，至2-5教 案 首 页课 程汽车电工电子技术专业汽车专业班 级授课日期6讲教 学 目的了解最大值矢量和有效值矢量概念了解正弦量的表示方法能够写出正弦交流电的矢量式，会画正弦交流电的矢量图会用矢量法求两个同频率正弦量的“和”与“差”教 学内容任务1 认识交流电教材分析重点求两个同频率正弦量的“和”与“差”难点画正弦交流电的矢量图用矢量法求两个同频率正弦量的“和”与“差”授课方法及手段复习 讲授、练习相结合双语教学任务1

30、 认识交流电四、正弦交流电的表示方法正弦交流电常用的几种表示方法为：解析法、（举例）波形图法（即曲线法）、（举例）相量图（即矢量图）、（举例）复数表示法（即相量表达式或称极坐标表示）。（举例）（先复习复数相关知识）五、正弦交流电的相量表示正弦交流电的相量图表示方法分为：旋转矢量（最大值矢量）法和有效值矢量法。1正弦交流电的相量图（1）旋转矢量表示法：启发问：用矢量表示一个正弦交流电时，应怎么赋予他才能表达出这个交流电来呢？通常只用初始位置（t =0）的有向线段m（或有效值I）来表示一个旋转正弦量。将表示随时间而在平面上旋转的这一有向线段称为相量，用大写字母上加“”或加“”符号来表示。如、分别表

31、示电动势、电压、电流的最大值相量。（2）有效值矢量法有效值矢量用、表示。有效值相量也只画矢量的起始位置。（3）相量图相量图是指在一个复平面上表示几个同频率正弦量的相量整体时，构成了相量图。【讨论】正弦交流电本身是矢量吗？它和矢量之间是什么对应关系？注意：只有正弦量才能用相量表示，只有频率相同的正弦量才能画在同一相量图上，可以用平行四边形法则进行“和”与“差”的计算。两个同频率正弦交流电的“和”与“差”频率不变。【课堂互动】画出前面【例2-4】中交流电的相量图。2相量式（复习：复数的极坐标表达方法）=U=10060（V），读作“相量U”，用有效值和初相角表示。U的最大值相量式为 （V）同理：可以

32、将正弦电动势写成相量式：由于两个同频率正弦交流电的“和”与“差”频率不变，所以在相量表达式中只写有效值E和初相角。【例2-5】 已知 求：总电流的瞬时值表达式。【解】 方法一： 根据i1、 i2的有效值相量可以求出“和相量”的表达式总电流为：方法二：i1、i2的相量图如图2-9所示，用平行四边行法则求得同样可以求得上述的“和”的表达式 。【想一想】若要求的表达式，又该如何求呢？作业： 6题教 案 首 页课 程汽车电工电子技术专业汽车专业班 级授课日期7讲教 学 目的理解并掌握交流电路中纯电阻电路、纯电容、和纯电感电路中的伏安关系理解有功功率、无功功率的概念能够用万用表测量交流电路中的电压、电流

33、学会分析单一参数电路中电压和电流的频率、相位、数值关系，掌握相关功率的计算教 学内容任务二 单一参数的正弦交流电路的计算教材分析重点分析单一参数电路中电压和电流的频率、相位、数值关系，掌握相关功率的计算难点分析单一参数电路中电压和电流的频率、相位、数值关系无功功率的概念授课方法及手段对比、 讲授、讨论相结合双语教学任务二 单一参数的正弦交流电路的计算一、纯电阻R电路1电阻元件上电流和电压关系（1）电阻元件上电流和电压的数值关系瞬时关系 最大值关系 若设电流为参考正弦量，即i=Im sint 则 u=Ri=RIm sint=Um sint 可见Um=RIm有效值符合欧姆定律 U=IR（2）电压和

34、电流的频率相同（3）电压和电流的相位相同（4）电压和电流的相量关系式 ，相量图如图2-10（c）所示。2电阻元件的功率（1）瞬时功率 即p=u i=UmsintImsint=UI（1cos2t）（2）有功功率 【想一想】交流电路中P的公式与直流电中电阻的功率式中物理量的含义相同吗？【例2-6】 已知灯泡，工作电阻为484，其两端电压u=311sin（314t60）V，求：（1）灯的电流相量及瞬时值表达式i；（2）灯工作时的平均功率。解：（略）【想一想】若把电压的频率提高到原来的2倍，结果如何？二、纯电感L电路1电感元件上电压和电流的关系由电磁感应定律可以得出电感元件的电压和电流的相互关系式若i

35、为参考，即电流代入电压表达式得到：由此可见：（1）电压、电流的频率相同 （2）电压和电流的相位不同 电流滞后电压90。（3）电压和电流的数值关系：只有最大值和有效值符合欧姆定律。Um=LImU=LI=XLI式中XL称为感抗，单位为欧姆（），且 XL=L=2fL电感“通直流隔交流”作用。（4）电压和电流的相量关系式 ，相量图如图2-11（c）所示。【讨论】感抗的单位与电阻单位相同，但两者对于电流的阻碍作用的本质区别是有的，是什么呢？2电感电路的功率（1）瞬时功率 p=ui=Um sin(t+90)Im sint=UI sin2t 。（2）有功功率 这说明纯电感元件不消耗有功功率，但是纯电感与电源

36、之间存在着能量交换。电感元件储存的磁场能大小为：（3）无功功率 QL只反映电感中能量互换的功率，并不是消耗的功率，单位是乏尔（var）。无功的含义是“交换”，并不是“无用”。【想一想】能从字面上把无功功率理解为“无用”之功吗？无功的真正含义是什么？【例2-7】 （略）【想一想】电感的有功功率P=？若把此电源的频率提高到原来的2倍，结果如何？【课堂互动】若这个电感线圈的直流电阻不可忽略，其值为R=100，此交流电路还是纯电感电路吗？可以看成是纯电阻和纯电感的串联电路呢？电压和电流的相位差还是90？有功功率多少？电感线圈对交流电的总的阻碍作用？三、纯电容C电路1电压和电流的关系（1）电压和电流的数

37、值关系 电容元件具有“隔直流通交流”作用。电压和电流的最大值和有效值均符合欧姆定律，即 但 （2）电压和电流的频率相同。（3）电压和电流的相位关系 即电流总是比电压超前90（4）电压和电流的相量关系 电压和电流的相量关系2电容电路的功率（1）瞬时功率 p=ui=Um sintIm sin(t+90)=UI sin2t（2）有功功率 有功（平均）功率P=0。电容元件储存的电场能为：（3）无功功率 【想一想】在电容电路中无功的真正含义又是什么？【例2-8】 【想一想】当电源电压不变，而频率变为1000Hz时无功功率变化吗？【课堂互动】根据以上的教学内容，让同学们自己设计一个“单一参数正弦交流电路的

38、电压、电流、功率等分析小结表”，将三种纯电路的电压、电流等做一个对比。【想一想】一个电阻为R的电感线圈和C串联，相当于一个什么电路呢？作业：79题。教 案 首 页课 程汽车电工电子技术专业汽车专业班 级授课日期8讲教 学 目的掌握RLC电路中电压和电流的关系了解什么是串联谐振，产生谐振的条件及谐振的特征能够利用纯电路特点并结合串、并联电路特点，对RLC组合电路进行简单分析和计算能够对电路的固有频率进行判定和测试。教 学内容任务三 认识RLC串联电路及串联谐振教材分析重点产生串联谐振的条件及谐振的特征难点利用纯电路特点并结合串、并联电路特点，对RLC组合电路进行简单分析和计算授课方法及手段复习

39、、讲授、讨论相结合双语教学任务3 认识RLC串联电路及串联谐振R、L、C的串联电路就是一种正弦交流电路中的典型电路，单一参数的电路、RL串联电路、RC串联电路则可以看成是RLC电路的特例。一、RLC串联电路1电路总电压u与电流i之间的关系若令Z，表明了串联电路对交流电总的阻碍作用，称阻抗模。（1）串联电路的总电压U和电流I频率相同。（2）总电压和电流数值关系：U= | Z | I Um= | Z | Im（3）总电压u与电流i的相位差由于以电流为参考相量，i=0，所以u、 i的相位差=u-i=u，当电源的频率一定时，总电压u与电流i的相位关系和有效值关系都取决于电路参数R、L、C。当X=XLX

40、C0时，0，说明电压超前电流角，呈现感性；当X=XLXC0时，0，说明电压滞后于电流角，呈现容性；当X=XLXC=0时，=0，说明电压与电流同相位，呈现电阻性。（4）总电压u与电流i的相量关系 其中Z=R+j（XLXC）2RLC串联电路的功率（1）有功功率 （2）无功功率Q （3）视在功率S ，即 S=UI 。单位用伏安（VA）作单位，1VA=1W。三个三角形在计算中的作用。（重点讲）（4）功率因数 有功功率与电源视在功率的比值称为功率因数，用cos表示。额定视在功率SN为电气设备的容量，即 SN=UNINP=UNIN cos【想一想】当cos为多少时，P=S？此时，电路呈现什么性质？【例2-

41、9】 已知一个线圈的参数为R=6和XL8，与XC2的电容器串联后接在220V的正弦交流电源上。求：（1）电路中的电流I；（2）电流与电源电压的相位差；（3）线圈上的电压是多少？【解】 （略）【课堂互动】题中电路呈现什么性质？电路的P=？Q=？S=？cos=？什么方法能使该电路呈现出电阻性呢？二、串联谐振1串联谐振的条件当X=XLXC=0时，电路相当于“纯电阻”电路，其总电压U和总电流I同相，“谐振”。即：=0。 f0称为串联电路的谐振频率。与什么有关？【课堂互动】某收音机L=260H，若要收听频率为828kHZ（ f0）的北京电台广播，应将调谐电容调整为多大？2串联谐振的特征（1）电流与电压同相位，电路呈电阻性。（2）电路的阻抗Z最小，Z=R，而电流I最大，即I=I0=U/R。（3）串联谐振时 此时【课堂互动】对于含有一定电阻的感性负载和电容器的并联电路，你能根据串联谐振的推导过程，推导出并联谐振的条件和谐振频率吗？试试看！作业：10题教 案 首 页课 程汽车电工电子技术专业汽车专业班 级授课日期9讲教 学 目的了解三相交流发电机的结构，掌握三相对称交流电的特征理解相序，掌握三相电源的星形和三角形连接特点及三相四线制供电的使用要求理解相电压、线电压的概念及相