電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第3版）-張金華6.2 正弦交流電的基本物理量與測量

6正弦交流電【課題名稱】6.2正弦交流電的基本物理量與測量【課時安排】2課時（90分鐘）【教學(xué)目標】1．理解最大值、有效值的概念，明確其測量方法，掌握它們之間的關(guān)系。2．理解周期、頻率和角頻率的概念，明確其測量方法，掌握它們之間的關(guān)系。3．理解相位、初相和相位差的概念，掌握它們之間的關(guān)系?！窘虒W(xué)重點】重點：正弦交流電的三要素【教學(xué)難點】難點：角頻率和相位概念的理解【關(guān)鍵點】看懂三要素與波形圖之間的關(guān)系【教學(xué)方法】直觀演示法、講授法、談話法、理論聯(lián)系實際法、多媒體演示法【教具資源】示波器、多媒體課件、萬用表、鉗形電流表、頻率計【教學(xué)過程】一、導(dǎo)入新課教師可利用多媒體展示正弦交流電壓波形圖，然后引導(dǎo)學(xué)生同直流電相比，要完整地描述交流電，必須從變化范圍、變化快慢和變化的起點三方面來進行，從而引出本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容——正弦交流電的基本物理量與測量。二、講授新課教學(xué)環(huán)節(jié)1：正弦交流電的最大值和有效值教師活動：教師可利用展示的正弦交流電壓波形圖，講解最大值和有效值的概念、正確表示方法及它們之間的關(guān)系，同時說明最大值和有效值在實際應(yīng)用中的重要意義。然后利用實物或多媒體演示，講解測量交流電壓和交流電流大小的儀器和方法。學(xué)生活動：學(xué)生可根據(jù)正弦交流電壓波形圖，在教師的引導(dǎo)下學(xué)習(xí)最大值和有效值的基本概念、表示方法及它們之間的關(guān)系，同時學(xué)習(xí)交流毫伏表、鉗形電流表、萬用表和示波器等儀器儀表測量交流電的方法。知識點：1．最大值：正弦交流電在一個周期內(nèi)所能達到的最大數(shù)值，稱為交流電的最大值，又稱振幅、幅值或峰值，通常用帶下標m的大寫字母表示。最大值可以用來表示正弦交流電變化的范圍。2．有效值：交流電的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的。讓交流電和直流電分別通過同樣阻值的電阻，如果它們在同一時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流電的數(shù)值叫做這一交流電的有效值，分別用I、U、E來表示電流、電壓、電動勢的有效值。3．有效值與最大值之間的關(guān)系為有效值＝最大值提示：各種使用交流電的電氣設(shè)備上所標的額定電壓和額定電流的數(shù)值指的是有效值；一般的交流電流表和交流電壓表測量的數(shù)值，也都是指有效值。如通常說照明電路的電壓是220V，便指的是有效值。教學(xué)環(huán)節(jié)2：正弦交流電的周期、頻率和角頻率教師活動：教師可利用正弦交流電壓波形圖，講解頻率、周期和角頻率的基本概念、表示方法及它們之間的關(guān)系，并給學(xué)生以一定的練習(xí)。然后可通過實物或多媒體演示，講解測量頻率所需的儀器和方法。學(xué)生活動：學(xué)生可在教師的引導(dǎo)下，通過認真聽講與練習(xí)，學(xué)習(xí)并掌握頻率、周期和角頻率的基本概念、表示方法及它們之間的關(guān)系，并進行適當?shù)木毩?xí)。同時在教師的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)測量頻率所需的儀器和方法。知識點：1．周期：正弦交流電完成一次周期性變化所需要的時間，稱為正弦交流電的周期，通常用字母T表示，單位是秒，符號為S。2．頻率：正弦交流電在1秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)，稱為正弦交流電的頻率，通常用f表示，單位是赫（茲），符號為Hz。頻率的常用單位還有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。1kHz＝103Hz，1MHz＝106Hz3．周期、頻率與角頻率之間的關(guān)系為：f＝，＝＝2f提示：我國供電系統(tǒng)中，交流電的頻率是50Hz，習(xí)慣上稱為“工頻”，周期為0.02s。世界多數(shù)國家交流電頻率都是50Hz，如歐盟各國等，但也有不少國家如美國、加拿大、日本等交流電的頻率為60Hz。教學(xué)環(huán)節(jié)3：正弦交流電的相位、初相和相位差教師活動：教師可利用正弦交流電壓波形圖，講解相位、初相和相位差的基本概念、表示方法及它們之間的關(guān)系，并給學(xué)生以一定的練習(xí)。學(xué)生活動：學(xué)生可在教師的引導(dǎo)下，通過認真聽講與練習(xí)，學(xué)習(xí)并掌握相位、初相和相位差的基本概念、表示方法及它們之間的關(guān)系，并進行適當?shù)木毩?xí)。知識點：1．相位：相當于角度的量t+0對于確定交流電的大小和方向起著重要作用，稱為正弦交流電的相位。2．初相：t＝0時的相位，稱為初相位，簡稱初相，用字母0表示。3．相位差：兩個同頻率的正弦交流電的相位之差稱為正弦交流電的相位差，用表示。即＝（t+01）-（t+02）＝01-02，可見，兩個同頻率的交流電的相位差等于它們的初相之差。相位差確立了兩個正弦量之間的相位關(guān)系（超前或滯后）。特殊的相位關(guān)系有：同相、反相和正交。4．正弦交流電的三要素：有效值（或最大值）、頻率（或周期、角頻率）和初相。三、課堂小結(jié)教師與學(xué)生一起回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)如下：1．正弦交流電的最大值、有效值及它們之間的關(guān)系。2．正弦交流電的周期、頻率、角頻率及