職中《汽車電工電子基礎(chǔ)》教案設(shè)計

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《汽車電工電子技術(shù)根底》課程教學(xué)計劃

本學(xué)期《汽車電工電子根底》是汽車運用與維修專業(yè)的一門專業(yè)課程。此教材

在編寫時，嚴(yán)密的結(jié)合汽車用電的實際情況，文字簡練，深入淺出，可讀性強。根據(jù)

本學(xué)期汽18班的特點特制定本學(xué)期教學(xué)計劃

一、學(xué)生根本情況分析

汽18班系一年級學(xué)生，剛進入職業(yè)教育系統(tǒng)，汽車電工電子根底這門專業(yè)

課對他們來說是一門全新的課程。他們物理根底知識一般，這就使他們在學(xué)習(xí)這

門專業(yè)課上，所表現(xiàn)出的難度和積極主動性較差，故本學(xué)期重點激發(fā)學(xué)生對這門課

程的學(xué)習(xí)興趣并學(xué)好根底知識。

二、教學(xué)目的和要求

目的：以大綱為導(dǎo)向，講解汽車電工電子的根底知識，著重應(yīng)用于汽車某

一領(lǐng)域。

要求：1、以項目驅(qū)動為主線，工作任務(wù)學(xué)習(xí)為節(jié)點；

2、通過練習(xí)，提高學(xué)生們的解決電路問題的動手能力。

三、教學(xué)重點、難點

重點：1、掌握電路根本物理量串、并、混聯(lián)電路。

2、掌握復(fù)雜電路的分析計算。

3、了解正弦交流電路與根本物理量。

4、掌握交流電路的分析與計算。

難點：1、了解半導(dǎo)體元件的根本知識明與根本性能。

2、了解整流與穩(wěn)壓根本內(nèi)容。

3、了解晶體管放大電路的根本計算與分析方法。

4、了解數(shù)字電路根本知識。

5、了解電控根本知識。

四、提高教學(xué)效果的措施

1、以項目驅(qū)動方式進展教學(xué)，明確工作任務(wù)，有針對性；

2、以知識模塊為節(jié)點，講、解、練有機結(jié)合，任務(wù)內(nèi)容有序講解與實踐繪

圖相統(tǒng)一。

3、督促學(xué)生們形成良好的復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)習(xí)慣。

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五、教學(xué)進度

分六大項目來進展，即:

序號項目號內(nèi)容課時

1項目一電路根本物理量串、并、混聯(lián)電路24

2項目二復(fù)雜電路的分析計算16

3項目三正弦交流電路與根本物理量16

4項目四交流電路的分析與計算12

5項目五半導(dǎo)體元件的根本知識明與根本性能12

6項目六

7項目七

8

9

10技能測試4

總課時84

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授課班級汽18授課教師屈偉授課地點汽18教室

項目一電路根本物理量串、并、混聯(lián)電路課時30

任務(wù)1電路根本物理量課時10

參照教材

1、能認(rèn)識常見的電子元件的符號；

教學(xué)目標(biāo)2、能知道電路的根本結(jié)構(gòu)；

3、能知道電路根本物理量與其含義。

1、熟記常見的電子元件的符號；

教學(xué)重點

2、電路的根本結(jié)構(gòu)。

教學(xué)難點1、電路根本物理量與其含義。

復(fù)習(xí)提問

教學(xué)階段教學(xué)準(zhǔn)備10分鐘16W

引入新內(nèi)容

與

時間分配學(xué)習(xí)新內(nèi)容374W小結(jié)反響50W

教學(xué)方法

講授法、演示法、現(xiàn)場實操

和方式

教學(xué)工具多媒體

教學(xué)過程具體教學(xué)進程如下

一、教學(xué)準(zhǔn)備，安全至上

1、檢查、記錄學(xué)生出勤情況；

2、督促學(xué)生檢查工具、設(shè)備等。

二、復(fù)習(xí)提問，引入內(nèi)容

電路是如何組成的？

三、具體教學(xué)，層層推進

本任務(wù)著重講解電路的根本結(jié)構(gòu)、常見的電子元件的符號識別、電路的根

本物理量。分為2個具體內(nèi)容：

內(nèi)容一：電路的根本結(jié)構(gòu)（2課時）

-、電路：

1.電路與其組成

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電路：電流流通的路徑

電路的組成：電源、開關(guān)、負(fù)載和導(dǎo)線。

2.電路圖

用電氣符號描述電路連接情況的圖，稱電路原理圖，簡稱電路圖。

3.電路的功能

進展能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配

升壓一輸電汽.降壓用電

發(fā)電機

變壓鎖一.....一變壓器設(shè)備

電能的傳輸示意圖

實現(xiàn)信息的傳遞和處理

放大器

「、1_.放大言」放/考;

3-

話筒

擴音機電路示意圖

二、電氣簡圖的常用符號

書上P2表格。

內(nèi)容二：電路的根本物理量（8課時）

一、電流

1.電流的形成

電荷的定向移動形成電流，移動的電荷又稱載流子。2.電流的方向

習(xí)慣上規(guī)定正電荷移動的方向為電流的方向，因此電流的方向?qū)嶋H上與電

工移動的方向相反。

在分析和計算較為復(fù)雜的直流電路時，經(jīng)常會遇到某一電流的實際方向難

以確定的問題，這時可先任意假定電流的參考方向，然后根據(jù)電流的參考方向列

方程求解。

如果計算結(jié)果I>0,明確電流的實際方向與參考方向一樣；

如果計算結(jié)果I<0,明確電流的實際方向與參考方向相反。

3.電流的大小

在單位時間內(nèi)，通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，就表示流過該導(dǎo)體的電流越

強。假如在t時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量是Q,如此電流I可用下式表示：

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Q

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式中，I、Q、t的單位分別為A、C、So

4.電流的測量

U)對交、直流電流應(yīng)分別使用交流電流表和直流電流表測量。

(2)電流表必串接到被測量的電路中。

(3)直流電流表表殼接線柱上標(biāo)明的“+"、"一”記號，應(yīng)和電路的極性

相一致，不能接錯，否如此指針要反轉(zhuǎn)，既影響正常測量，也容易損壞電流表。

本次課主要介紹了：電流電壓的根底知識，首先說明了電路的構(gòu)成和電氣符

號，接著具體的說明了：電流的形成，量綱，測量等內(nèi)容。

P231、2

二、電壓、電位和電動勢

1.電壓

電場力將單位正電荷從a點移到b點所做的功，稱為a、b兩點間的電壓，

用Uab表示。電壓單位的名稱是伏特，簡稱伏，用V表示。

2.電位

電路中某一點與參考點之間的電壓即為該點的電位。

電路中任意兩點之間的電位差就等于這兩點之間的電壓，即Uab=Ua—

Ub,故電壓又稱電位差。

電路中某點的電位與參考點的選擇有關(guān)，但兩點間的電位差與參考點的選

擇無關(guān)。

3.電動勢

電源將正電荷從電源負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部移到正極的能力用電動勢表示，電動

勢的符號為E,單位為V。

電動勢的方向規(guī)定為在電源內(nèi)部由負(fù)極指向正極。

對于一個電源來說，既有電動勢，又有端電壓。電動勢只存在于電源內(nèi)部；

而端電壓如此是電源加在外電兩端的電壓，其方向由正極指向負(fù)極。

4.電壓的測量

(1)對交、直流電壓應(yīng)分別采用交流電壓表和直流電壓表測量。

(2)電壓表必須并聯(lián)在被測電路的兩端。

(3)直流電壓表表殼接線柱上標(biāo)明的"+""一”記號，應(yīng)和被測兩點的電

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位相一致，即“+”端接高電位，“一”端接低電位，不能接錯，否如此指針要反

轉(zhuǎn)，并會損壞電壓表。

三、電阻與電阻率

1、電阻的概念

U)電阻

導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。它的大小決定于導(dǎo)體的材料、長度和

橫截面積，可按下式計算：

R=P

7

式中p稱為材料的電阻率，電阻率的大小反映了物體的導(dǎo)電能力。

電阻率小、容易導(dǎo)電的物體稱為導(dǎo)體，電阻率大，不容易導(dǎo)電的物體稱為絕

緣體，導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物體稱為半導(dǎo)體。

(2)電導(dǎo)率

電阻率的倒數(shù)稱為電導(dǎo)率，單位為西門子，它表示電流通過的難易程度，其

數(shù)值越大，表示電流越容易通過。

2、電阻與溫度的關(guān)系

各種材料的電阻率都隨溫度而變化。

利用某些材料對溫度的敏感特性，可以制成熱敏電阻。

電阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻稱為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻；

電阻值隨溫度升高而增大的熱敏電阻稱為正溫度系數(shù)的熱敏電阻。

3、用萬用表測量電阻

測量時注意以下幾點：

(1)準(zhǔn)備測量電路中的電阻時應(yīng)先切斷電源，切不可帶電測量。

12)首先估計被測電阻的大小，選擇適當(dāng)?shù)谋堵蕮?，然后調(diào)零，即將兩支表筆

相觸，旋動調(diào)零電位器，使指針指在零位。

(3)測量時雙手不可碰到電阻引腳與表筆金屬局部，以免接入人體電阻，引起

測量誤差。

(4)測量電路中某一電阻時，應(yīng)將電阻的一端斷開。

三、舉例練習(xí)

P5

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（包括練習(xí)冊上內(nèi)容）

四、小結(jié)反響

本次課為上次課程的承繼，繼續(xù)深入講解了：電阻、電位、電壓、電動勢的

概念，重點強調(diào)了它們之間的區(qū)別，最后以習(xí)題的形式進展鞏固。

五、作業(yè)

見習(xí)題集

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授課班級汽18授課教師屈偉授課地點汽18教室

項目一電路根本物理量串、并、混聯(lián)電路課時30

任務(wù)2電阻的串、并、混聯(lián)電路課時20

參照教材

1、能知道歐姆定律的含義；

教學(xué)目標(biāo)

2、能知道電阻的串、并、混聯(lián)電路的相關(guān)計算。

1、歐姆定律的含義和相關(guān)計算；

教學(xué)重點

2、電阻的串、并、混聯(lián)電路的相關(guān)計算。

教學(xué)難點1、電阻的串、并、混聯(lián)電路的相關(guān)計算。

復(fù)習(xí)提問

教學(xué)階段教學(xué)準(zhǔn)備20W32W

與引入新內(nèi)容

時間分配學(xué)習(xí)新內(nèi)容748分鐘小結(jié)反響100分鐘

教學(xué)方法

講授法、演示法、現(xiàn)場實操

和方式

教學(xué)工具多媒體

教學(xué)過程具體教學(xué)進程如下

一、教學(xué)準(zhǔn)備，安全至上

1、檢查、記錄學(xué)生出勤情況；

2、督促學(xué)生檢查工具、設(shè)備等。

二、復(fù)習(xí)提問，引入內(nèi)容

電路中電阻、電壓、電流之間有什么聯(lián)系？

三、具體教學(xué)，層層推進

本任務(wù)著重講解歐姆定律、電阻的串、并、混聯(lián)電路。分為2個具體內(nèi)容:

內(nèi)容一：歐姆定律（6課時）

一、局部電路歐姆定律

只含有負(fù)載而不包含電源的一段電路稱為局部電路。

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內(nèi)容：

導(dǎo)體中的電流，與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與導(dǎo)體的電阻成反比。

公式：

當(dāng)電壓與電流的參考方向關(guān)聯(lián)時，

U

/=—

R

當(dāng)電壓與電流的參考方向非關(guān)聯(lián)時，

/=-￡

R

如果以電壓為橫坐標(biāo)，電流為縱坐標(biāo)，可畫出電阻的U/I關(guān)系曲線，即伏

安特性曲線。

電阻元件的伏安特性曲線是直線時，稱為線性電阻，其電阻值可認(rèn)為是不

變的常數(shù)。

如果不是直線，如此稱為非線性電阻。

二、全電路歐姆定律

金電路是含有1電源的閉合電路。電源內(nèi)部的電路稱為內(nèi)電路。電源內(nèi)部的電阻稱

為內(nèi)電阻，簡稱內(nèi)阻。電源外部的電路稱外電路，外電路中的電阻稱為外電阻。

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內(nèi)容：

閉合電路中的電流與電源的電動勢成正比，與電路的總電阻（內(nèi)電路電阻與外電

路電阻之和）成反比。

公式：

R+r

全電路歐姆定律又可表述為：

電源電動勢等于U外和U內(nèi)之和。

三、電源的外特性

電源端電壓U與電源電動勢E的關(guān)系為：

U=E-Ir

可見，當(dāng)電源電動勢E和內(nèi)阻r一定時，電源端電壓U將隨負(fù)載電流I的

變化而變化。

電源端電壓隨負(fù)載電流變化的關(guān)系特性稱為電源的外特性，其關(guān)系特性曲

線稱為電源的外特性曲線。

四、小結(jié)反響

本次課首先介紹了：局部電路歐姆定律包括電流電壓之間的關(guān)系，接著重點

講解了全電路歐姆定律的運用，以與電源的外特性。

五、作業(yè)

見習(xí)題集

內(nèi)容二：電阻的串、并、混聯(lián)電路（14課時）

一、電阻的串聯(lián)

把多個元件逐個順次連接起來，就組成了串聯(lián)電路。

電阻串聯(lián)電路的特點

（1）電路中流過每個電阻的電流都相等。

（2）電路兩端的總電壓等于各電阻兩端的分電壓之和，即

U=UI+U2+…+Un

電阻串聯(lián)電路的特點

電路的等效電阻〔即總電阻）等于各串聯(lián)電阻之和，即

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R=RI+R2+…+Rn

電阻串聯(lián)電路的特點

電路中各個電阻兩端的電壓與它的阻值成正比，即

UUU

,1,=..2.=…=_IL

RRR

12

上式明確，在串聯(lián)電路中，阻值越大的電阻分配到的電壓越大；反之電壓

越小。

電阻串聯(lián)電路的特點

假如R1和R2兩個電阻串聯(lián)，電路總電壓為U,可得分壓公式如如下圖所

電阻串聯(lián)電路的應(yīng)用u

a.獲得較大阻值的電阻b

u2

限制和調(diào)節(jié)電路中電流c.

構(gòu)成分壓器

d.擴大電壓表量程

三、電池的串聯(lián)

當(dāng)用電器的額定電壓高于單個電池的電動勢時，可以將多個電池串聯(lián)起來

使用，稱串聯(lián)電池組。

設(shè)串聯(lián)電池組是由n個電動勢都是E,內(nèi)阻都是r的電池組成，如此

串聯(lián)電池組的總電動勢

E=nE

串

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串聯(lián)電池組的總內(nèi)近

R=nr

串

i.串聯(lián)電路的特點。

2.特殊串聯(lián)電路形式：電池的串聯(lián)。

二、并聯(lián)電路

把多個元件并列地連接起來，由同一電壓供電，就組成了并聯(lián)電路。

電阻并聯(lián)電路的特點

m電路中各電阻兩端的電壓相等，且等于電路兩端的電壓。

[2)電路的總電流等于流過各電阻的電流之和，即

I=I+I++1

12n

(3)電路的等效電阻(即總電阻)的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和，即

1111

—+++__

XRR~

(4)電路中通過各支路的電流與支路的阻值成反比，即

IR=IR=1R=...=IR

1122nn

上式明確，阻值越大的電阻所分配到的電流越小，反之電流越大。

電阻并聯(lián)電路的特點

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假如和兩個電阻并聯(lián)，并聯(lián)電路的總電流為I,可得分流公式如下:

二、電阻并聯(lián)電路的應(yīng)用

(1)但凡額定工作電壓一樣的負(fù)載都采用并聯(lián)的工作方式。這樣每個負(fù)載

都是一個可獨立控制的回路，任一負(fù)載的正常啟動或關(guān)斷都不影響其他負(fù)載的使

用。

(2)獲得較小阻值的電阻。

(3)擴大電流表的量程。

三、電池的并聯(lián)

有些用電器需要電池能輸出較大的電流，這時可用并聯(lián)電池組

設(shè)并聯(lián)電池組是由n個電動勢都是E,內(nèi)阻都是r的電池組成，如此

并聯(lián)電池組的總電動勢

EE

并

并『電池組的總內(nèi)阻

1.電阻并聯(lián)電路特點與運用。

2.一種特殊的并聯(lián)電路：電池并聯(lián)電路。

三、混聯(lián)電路

電路中元件既有串聯(lián)又有并聯(lián)的連接方式稱為混聯(lián)。

對于電阻混聯(lián)電路的計算，只需根據(jù)電阻串、并聯(lián)的規(guī)律逐步求解即可，但

對于某些較為復(fù)雜的電阻混聯(lián)電路，比擬有效的方法就是畫出等效電路圖，然后

計算其等效電阻。

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圖中RI=R2=R3=2Q,R4=R5=4Q,試求A、B間的等效電阻RAB。

解：1.按要求在原電路中標(biāo)出字母c,如下左圖所示。

2將A、B、C各點沿水平方向排列，并將R1-R5依次填入相應(yīng)的字母之間。

R1與R2串聯(lián)在A、C間，R3在B、C之間，R4在A、B之間，R5在A、C之間，

即可畫出等效電路圖，如上右圖所示。

3由等效電路可求出AB間的等效電阻，即：

P31

除上述方法外，其他的方法還有利用電流的流向與電流的分、合，畫出等

效電路圖方法；利用電路中各等電位點分析電路，畫出等效電路等。

無論哪一種方法，都是將不易看清串、并聯(lián)關(guān)系的電路，等效為可直接看出串、

并聯(lián)關(guān)系的電路，然后求出其等效電阻。

燈泡A的額定電壓Ul=6V,額定電流I；燈泡B的額定電壓U2=5V,額

定電流12=lAo現(xiàn)有的電源電壓U=12V,如何接入電阻使兩個燈泡都能正常

工作？

解：利用電阻串聯(lián)的分壓特點，將兩個燈泡分別串上R3與R4再予以并聯(lián)，

然后接上電源，如右圖所示。

AR3^

丁可丁

AR4

1；―—―

/|L

下面分別求出使兩個燈泡正常工作時，R3與R4的額定值。

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(1)R3兩端電壓為:

R3的阻值為：

R3的額定功率為：

所以，R3應(yīng)選12Q/3W的電阻。

(2)R4兩端電壓為：

R4的阻值為：

R4的額定功率為：

P4=U4I2=7X1=7W

所以，R4應(yīng)選7Q/7W的電阻。

混聯(lián)電路上功率關(guān)系是：電路中的總功率等于各電阻上的功率之和。

四、小結(jié)反響

本次課主要是通過兩個具體的例子，說明混聯(lián)電路的特點，和幾種重要的解

題過程：等效電路法，和電源等效法。

五、作業(yè)

見習(xí)題集

授課班級汽18授課教師屈偉授課地點汽18教室

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項目一三相交流電路課時16

任務(wù)1三相交流電路的根本知識課時8

參照教材

1、掌握三相交流電的特點與星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接時的根本關(guān)系

教學(xué)目標(biāo)

2、正確描述相電壓、相電流、線電壓、線電流等概念

1、能解決三相對稱負(fù)載的星形、三角形聯(lián)接問題

教學(xué)重點

2、會分析簡單的三相電路并計算三相電功率

教學(xué)難點1、會用萬用表的交流電壓擋測量相電壓、線電壓的數(shù)值

復(fù)習(xí)提問

教學(xué)階段教學(xué)準(zhǔn)備20W36W

與引入新內(nèi)容

時間分配學(xué)習(xí)新內(nèi)容424分鐘小結(jié)反響60分鐘

教學(xué)方法

講授法、演示法、現(xiàn)場實操

和方式

教學(xué)工具多媒體

教學(xué)過程具體教學(xué)進程如下

一、教學(xué)準(zhǔn)備，安全至上

1、檢查、記錄學(xué)生出勤情況；

2、督促學(xué)生檢查工具、設(shè)備等。

二、復(fù)習(xí)提問，引入內(nèi)容

汽車中有沒有遇到過三相交流電？

三、具體教學(xué)，層層推進

本任務(wù)著重講解三相交流電路的根本知識和分析簡單的三相電路并計算三

相電功率。分為2個具體內(nèi)容：

內(nèi)容一：三相交流電路的根本知識（8課時）

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1三相交流電路

工業(yè)與民用交流電的產(chǎn)生、輸送、分配幾乎全部采用三相制。

1.三相交流電

三相交流電動勢是由三相交流發(fā)電機產(chǎn)生的。圖2-17是三相交流發(fā)電機白

原理示意圖。三組完全一樣的線圈u-q,vfv2,w「W2（定子電樞繞組）放置在

彼此間隔120°的發(fā)電機定子鐵心凹槽里固定不動。轉(zhuǎn)子鐵心上繞有勵磁繞組，

通人直流電后產(chǎn)生磁場，該磁場磁感應(yīng)強度在定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙中按正弦規(guī)

得分任、當(dāng)較于由愿助機帶動，心4以愚速度如包謨順時針旋翎'，每個定子繞

如（稱相）依次切割磁力繪產(chǎn)生頻率一絳、磕值一樣葡正弦電動勢e、e、e,

w

但相位角依次相差120。，以U相為參考表示為

?u=Ems\n（t）t

ey-Emsin-120°）

ew=Emsin（“-240°）=Emsin（卬￡+12（f）

用相量表示：

Eu=￡g=E

,

￡V=￡/-120=EA對,

5

￡W=￡/12O,=E(-4-圖2-17三相交流

發(fā)電機的原理示意圖

a）波形圖b）相量圖

圖2-18三相電動勢的正弦波形圖與相量圖

波形圖和相量圖如圖2-18所示，三相交流電達到最大值的先后順序稱為相

序，圖中的相序為U—V—Wo

三相電動勢的幅值相等，頻率一樣，彼此間的相位差也相等，這種電動

勢稱為對稱電動勢。顯然他們的瞬時值之和或相量之和均為Oo

"U+Cv+2w=0I

￡?u+￡v+￡w=o

2.三相繞組的聯(lián)接

通常用到的發(fā)電機三相繞組的接法通常如圖（2-19a）所示，即將三個末端聯(lián)

在一起，這一連接點稱為中點或零點，用N表示,這種聯(lián)接方法稱為星形連接.

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從中點引出的導(dǎo)線稱為中線，從始端A、B、C引出的三根導(dǎo)線L「L,、匚稱為

相線或端線，俗稱火線。

疝發(fā)電機三相繞組的接法;b）發(fā)電機三相電壓相量圖

圖2T9發(fā)電機的星形連接與其電壓相量圖

在圖（2T9a）中，每相始端與末端間的電壓,亦即火線與中線間的電壓,

轅相瓣蕨躺般晨、般溫?翻版表m、%任意胖鯉瞅

ABBCCA

地用U1表示。

各項電動勢的正方向，如前所述，選定為自繞組的末端指向始端，相電

壓的正方向選定為自末端指向始端（中點）；線電壓的正方向，例如UAB是指A

端指向B端，即端線L1與L,之間的電壓。

當(dāng)發(fā)電機的繞組聯(lián)成星形時，相電壓和線電壓顯然是不相等的。現(xiàn)在來

確定它們之間的關(guān)系，在圖（2T9b）中，A、B兩點間的電壓的瞬時值等于A相

電壓和B相電壓之差，即

u=u-u

ABAB

同理得到

由于發(fā)電機繞組上的內(nèi)阻抗電壓降低與相電壓比擬是很小的，可以忽略

不計。于是相電壓和對應(yīng)的電動勢根本上相等，因此可以認(rèn)為相電壓同電動勢一

樣，也是對稱的，故由相電壓而得出的線電壓也是對稱的，在相位上比相應(yīng)的相

電壓越前30°。

至于線電壓和相電壓在大小上的關(guān)系也握容易從相量圖上得出

U=Ucos30°=</3u

1pp

由此得

U|=Oup（2-51）

發(fā)電機（或變壓器）的繞組在聯(lián)成星形時，可引出四根導(dǎo)線（三相四線制），

這樣就有可能給予負(fù)載兩種電壓。通常在低壓配電系統(tǒng)中相電壓為220V,線電

壓為380Vo

發(fā)電機（或變壓器）的繞組在聯(lián)成星形時，不一定都引出中線。

3三相負(fù)載的聯(lián)接方法

日常使用的各種電器根據(jù)其特點可分為單相負(fù)載和三相負(fù)載兩大類。照

明燈、電扇、電烙鐵和單相電動機等都屬于單相負(fù)載。三相交流電動機、三相電

爐等三相用電器屬于三相負(fù)載。另外分別接在各相電路上的三組單相用電器也可以

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負(fù)載，反之稱為不對稱負(fù)載。三相負(fù)載有Y形和△形兩種聯(lián)接方法，各有其特點，

適用于不同的場合，應(yīng)注意不要搞錯，否如此會釀成事故。

1.三相對稱負(fù)載的Y形聯(lián)接

該電路的根本聯(lián)接方法如圖2-29a）所示，三相交流電源（變壓器輸出或交流

發(fā)電機輸出）有三根火線接頭A、B、C,一根中性線接頭N?；鹁€與中性線之間的

相電壓為220V。對于三相對稱負(fù)載，只需接三根火線，中性線懸空得到圖2-29b）。

圖2-29對成負(fù)載的Y聯(lián)接

該電路具有如下特點：

D由于三相負(fù)載對稱，在三相對稱電壓的作用下負(fù)載中的三相電流也是

對稱的，而三相對稱電流的和為零（矢量和），所以不需接中線，三相電流依靠端

線和負(fù)載互成回路。由于電路是對稱的，故電路的計算可以簡化為單相電路的計

算。

2）各相負(fù)載承受的電壓為電源的相電壓，大小為220Vo

3各相負(fù)載的線電流/與相電流/相等，B[J：1=1=U/Z,式中

/pippp

z為每相負(fù)載阻抗。

p

④各相支路中電壓與電流的相位差相等，大小為o>=cosR/Z。

P

0各相負(fù)載取用的功率相等，電路的總功率為P=3U/cos力。

PPp

舉例：例2-12

2.三相不對稱負(fù)載的Y形聯(lián)接

工程實際使用中遇到的問題是將許多單相負(fù)載分成容量大致相等的三相，分

別接到三相電源上，這樣構(gòu)成的三相負(fù)載通常是不對稱的。對于這種電路，需要

使用三相四線制，如圖（2-29a）所示。該電路具有如下特點：

由于三相負(fù)載不對稱，三相電流也不對稱，其三相電流的和不為零，必

須引一根中線供電流不對稱局部流過，即必須用三相四線制。

由于中性線的作用，電路構(gòu)成了相互獨立的回路。不論負(fù)載有無變動，

各相負(fù)載承受的電源相電壓不變，從而保證了各相負(fù)載的正常工作。

如果沒有中線，或者中線斷開了，雖然電源的線電壓不變，但各相負(fù)載

承受的電壓不再對稱。有的相電壓增高了，有的相電壓降低了。這樣不但使負(fù)載

不能正常工作，有時還會造成事故。

________一般情況下，中線電流小于端線電流,通常取中線的橫截面積小于端線

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的橫截面積。

通過分析得到，三相不對稱負(fù)載的各相支路的計算需要分別進展。

總結(jié)：

三相交流電路中，三相負(fù)載有星形和三角形兩種聯(lián)結(jié)方法。對于對稱三相電

路，線電壓與相電壓、線電流與相電流與三相電路的功率有簡單的計算關(guān)系。在三

相四線制系統(tǒng)中，普遍存在的是大量不對稱三相負(fù)載，應(yīng)特別注意中性線的作用

與意義。

內(nèi)容二：三相電功率的分析并計算(8課時)

1、什么是三相負(fù)載、單相負(fù)載和單相負(fù)載的三相聯(lián)接？

2、為什么中性線中不接開關(guān)，也不接入熔斷器

3.三相負(fù)載的三角形聯(lián)接

當(dāng)用電設(shè)備的額定電壓為380V時，負(fù)載電路應(yīng)按△形聯(lián)接。△聯(lián)接的電路

如圖2-33所示。

圖2-33三相負(fù)載的三角形聯(lián)接

該電路的特點是：

0△形聯(lián)接沒有零線，只能配接三相三線制電源，無論負(fù)載平衡與否各

相負(fù)載承受的電壓均為線電壓380V；

2各相負(fù)載與電源之間獨自構(gòu)成回路，互不干擾：

3各相負(fù)載的相電流為：/=U/IZI=U/IZI;

PP/

〃在△形聯(lián)接的各端點上均有三條支路，所以線電流//不等于相電流

/,當(dāng)三相負(fù)載對稱時，三個相電流和三個線電流都對稱，兩者之間的關(guān)系為：

p

/=3/

/p

0設(shè)每相負(fù)載阻抗角為◎，如果負(fù)載對稱，如此電路取用的總有功功率為：

P

P=3U/COS<p=3U//探cos<p=昭UIcos(p(2-52)

PPpPPpitp

式(2-52)對于對稱星形負(fù)載也是適應(yīng)的，讀者可自行推導(dǎo),或參看其他書

籍。

當(dāng)負(fù)載不對稱時：

尸=%+總+8(2-53)

4三相電路的功率

1.有功功率

二相角載篇的有功功率等干各相有功功率^和

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P=P1+P2+P3

假如負(fù)載對稱，如此

P=3Pp=3UplpCOsWp(2-54)

(1)當(dāng)對稱負(fù)載作星形聯(lián)接時：

(2)當(dāng)對稱負(fù)載作三角形聯(lián)接時：

2.無功功率

S=3UII

PPLL

3.視在功率

*三相電路同樣具有無功功率和視在功率，其對稱負(fù)載的無功功率和視在功

率不管是星形還是確形聯(lián)接均可用以下兩式計算，式中的“為第相阻抗的阻抗

角。

Q=、UIsin<p(2-59)

LL

S=Cui(2-60)

LL

三相電源的視在功率一般稱為電源的容量。

總結(jié)：

1、△形聯(lián)接沒有零線，只能配接三相三線制電源，無論負(fù)載平衡與否各相負(fù)

載承受的電壓均為線電壓380V；

2、各相負(fù)載與電源之間獨自構(gòu)成回路，互不干擾；

3)各相負(fù)載的相電流為：/=U/IZI=U/IZI;

pp/

3、在△形聯(lián)接的各端點上均有三條支路，所以線電流/不等于相電流/,

/p

當(dāng)三相負(fù)載對稱時，三個相電流和三個線電流都對稱，兩者之間的關(guān)系為：

/=右/

/p

4、設(shè)每相負(fù)載阻抗角為(P，如果負(fù)載對稱，如此電路取用的總有功功率為:

P__

P=3U/COS(p=3U//技cos。=仔(7/cos。

PPpPPp//p

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授課班級汽18授課教師屈偉授課地點汽18教室

項目一磁路課時16

任務(wù)1磁路的根本知識課時4

參照教材

1、掌握磁路的根本知識

教學(xué)目標(biāo)

2、正確描述磁場的根本物理量等概念

教學(xué)重點1、正確描述磁場的根本物理量等概念

教學(xué)難點1、能用磁路根本定律解決實際問題

復(fù)習(xí)提問

教學(xué)階段

教學(xué)準(zhǔn)備20分鐘36分伸

與引入新內(nèi)容

時間分配學(xué)習(xí)新內(nèi)容424分鐘小結(jié)反響60分鐘

教學(xué)方法

講授法、演示法、現(xiàn)場實操

和方式

教學(xué)工具多媒體

教學(xué)過程具體教學(xué)進程如下

一、教學(xué)準(zhǔn)備，安全至上

1、檢查、記錄學(xué)生出勤情況；

2、督促學(xué)生檢查工具、設(shè)備等。

二、復(fù)習(xí)提問，引入內(nèi)容

1、生活中有沒有接觸過磁鐵？

2、吸鐵石是不是磁鐵？

3、知道磁場是怎么產(chǎn)生的嗎？

4、汽車中有沒有用電設(shè)備中有磁場？

5、怎么把電廠里的電轉(zhuǎn)換成直流的呢？

三、具體教學(xué)，層層推進

本任務(wù)著重講解磁路的根本知識和能用磁路根本定律解決實際問題。分為

個具體內(nèi)容：

內(nèi)容一：磁路的根本知識（4課時）

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-：磁路

變化的電流能產(chǎn)生磁場，磁場在一定條件下又能產(chǎn)生電流，二者密不可分

許多電氣設(shè)備的工作原理是基于電磁的相互作用，如變壓器、電機、電磁鐵、電

工測量儀表以與其他各種鐵磁元件，不僅有電路的問題，同時還有磁路的問題

只有同時掌握了電路和磁路的根本理論，才能對各種電工設(shè)備的工作原理作全南

的分析。

與流經(jīng)電路中的電流同理，流經(jīng)磁路的磁通也遵循一定的規(guī)律，如磁路的歐

姆定律等。磁路問題是局限于一定路徑內(nèi)的磁場問題，因此磁場的各個根本物珪

量也適用于磁路。磁路主要是由具有良好導(dǎo)磁能力的材料構(gòu)成的，因此本章我們

將對這種導(dǎo)磁材料的磁性能加以討論。

磁路和電路是相關(guān)聯(lián)的，因此本章我們還將研究磁路和電路的關(guān)系以與磁和

電的關(guān)系。

通過以上的根本概念學(xué)習(xí)后，我們會對分析與計算磁路的根本方法加以討

論，最后，會討論變壓器與電磁鐵等應(yīng)用實例。

1.磁路的根本概念

為了更好地理解磁場的根本性質(zhì)，掌握磁場的特性，我們可用如下幾個在物

理學(xué)中學(xué)過的根本物理量來表示，對此我們做一復(fù)習(xí)。

2.磁場的根本物理量

(1).磁感應(yīng)強度B

磁感應(yīng)強度是用來描述磁場內(nèi)某點磁場強弱和方向的物理量，是一個矢量,

它與電流(電流產(chǎn)生磁場)之間的方向關(guān)系滿足右手螺旋定如此，其大小可用通區(qū)

導(dǎo)體在磁場中某點受到的電磁力與導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)體的有效長度的乘積的比值

來表示該點磁場的性質(zhì)，并稱作該點磁感應(yīng)強度及其數(shù)學(xué)式為：

II

在SI制中，B的單位是特斯拉，簡稱特(T)；以前也常用電磁制單位高斯

(Gs)。兩者的關(guān)系是

lT=104Gs

如果磁場內(nèi)各點磁感應(yīng)強度8的大小相等，方向一樣，如此稱為均勻磁場，

在均勻磁場中，B的大小可用通過垂直于磁場方向的單位截而上的磁力線來表

ZjSo

由上式可知，?載流導(dǎo)體在磁場中受電磁力氣作用，如圖3-1所示。電磁力

的大小F與磁感應(yīng)強度8、電流/、垂直于磁場的導(dǎo)體有效長度L成正比。其數(shù)

學(xué)式為

F=BZLsina(4-1)

式中，a為磁場與導(dǎo)體的夾角；8、F、/三者的方向由左手定如此確定。

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假如a=90,如此F=B1L(4-2)

(2).磁通①

磁感應(yīng)強度8(如果不是均勻磁場，如此取8的平均值)與垂直于磁場方向

的面積S乘積稱為該面積的磁通中，即

①=BS[4-3)

可見，磁感應(yīng)強度在數(shù)值上可以看成為與磁場方向相垂直的單位面積所通過

的磁通，故又稱為磁通密度。

在S/制中，①的單位是韋伯，簡稱韋(皿)；在工程上有時用電磁制單位

麥克斯韋(Mx)。兩者的關(guān)系是

lWh=\0^Mx

(3).磁導(dǎo)率N

磁導(dǎo)率u是表示磁場媒質(zhì)磁性的物理量，也就是用來衡量物質(zhì)導(dǎo)磁能力的物

理量。它與磁場強度的乘積就等于磁感應(yīng)強度，即

B=pH(4-4)

直導(dǎo)體通電后，在周圍產(chǎn)生磁場，在導(dǎo)體附近X點處的磁感應(yīng)強度8與導(dǎo)

X

體中的電流/、X點所處的空間幾何位置與磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率N有關(guān)。其數(shù)學(xué)式為

I

B=口”=日——

XX2兀r

由(3-4)可見，磁場內(nèi)某一點的磁場強度H只與電流大小以與該點的幾何

位置有關(guān)，而與磁場媒質(zhì)的磁性山)無關(guān)，就是說在一定電流值下，同一點曲

磁場強度不因磁場媒質(zhì)的不同而有異。但磁感應(yīng)強度是與磁場媒質(zhì)的磁性有關(guān)

的。當(dāng)線圈內(nèi)的媒質(zhì)不同時，如此磁導(dǎo)率R不同，在同樣電流下，同一點的磁感

應(yīng)強度的大小就不同，線圈內(nèi)的磁通也就不同了。

自然界的物質(zhì)，就導(dǎo)磁性能而言，可分為鐵磁物質(zhì)(口》1)和非鐵磁物質(zhì)

r

(M41)兩大類。非鐵磁物質(zhì)和空氣的磁導(dǎo)率與真空磁導(dǎo)率日很接近，

r0

|1=47tx10-7H/mo

o

任意一種物質(zhì)磁導(dǎo)率口和真空的磁導(dǎo)率日的比值，稱為該物質(zhì)的相對磁導(dǎo)

0

率N，即

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（4—5）

N=也也

，HB\

ooJ

在SI制中,單位是亨/米（H/m）

上式表示相對磁導(dǎo)率就是當(dāng)磁場媒質(zhì)是某種物質(zhì)時某點的磁感應(yīng)強度B與

在同樣電流值下在真空中該點的磁感應(yīng)強度與之比所得的倍數(shù)。

（4）.磁場強度H

磁場強度H是計算磁場時所引用的一個物理量，也是矢量。磁場內(nèi)某點的

磁場強度的大小等于該點磁感應(yīng)強度除以該點的磁導(dǎo)率，即

?B

H=_（4-6）

M

式中，”的單位是安每米（A4”）

上式是安培環(huán)路定律（或稱為全電流定律）的數(shù)學(xué)表示式。它是計算磁路的

根本公式。

由圖3-2可知，X點的磁場強度〃為

x

BI

H—x—(4-7)

x2兀7

由式（3-7）可知，磁場強度的大小取決于電流的大小、載流導(dǎo)體的形狀與

幾何位置，而與磁介質(zhì)無關(guān)。

內(nèi)容二、磁性材料的磁性能（4課時）

1.磁性材料主要是指鐵、銀、鉆與其合金而言。這些磁性材料具有如下磁

性能。

1）.高導(dǎo)磁性

磁性材料的磁導(dǎo)率很高，鐵磁物質(zhì)的磁導(dǎo)率比非磁物質(zhì)的要高很多，如硅鋼的

相對磁導(dǎo)率可達7000之多。這就使它們具有被強烈磁化［呈現(xiàn)磁性）的特性。

鐵磁性材料的磁化曲線可否用磁感應(yīng)強度B隨外磁場強度H的變化關(guān)系來

表征（由實驗結(jié)果繪成）。如圖4-1所示的3=/5）曲線。曲線大致可分為三個

段：

oa段、ab段和be段。oa段為高導(dǎo)磁性材料段。正是由于鐵磁材料的高導(dǎo)磁

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性，許多電氣設(shè)備的線圈都繞制在鐵磁性材料上，以便用小的勵磁電流〔與H

有關(guān)）產(chǎn)生較大的磁場、磁通。如變壓器、電機與發(fā)

電機的鐵心都是高導(dǎo)性材料制成。以降低設(shè)備的體積與

重量。

圖4-1磁化曲線圖

2）.磁飽和性

在圖4-1中的ab段，磁性物質(zhì)由于磁化所產(chǎn)生的磁化磁場不會隨著外磁場

的增強而無限地增強。當(dāng)外磁場（或勵磁電流〕增大到一定值時，全部磁疇的滋

場方向都轉(zhuǎn)向與外磁場的方向一致。這時磁化磁場的磁感應(yīng)強度當(dāng)即達飽和值,

3）.磁滯性

在鐵心線圈中通入交流電，鐵心被交變的磁場反復(fù)磁化，在電流變化一次時，

磁感應(yīng)強度B隨磁場強度”而變化的關(guān)系如圖4-2所示，由圖可見，當(dāng)”已減

到零值時，8并未回到零值。這種磁感應(yīng)強度滯后于磁場強度變化的性質(zhì)稱為磁性

物質(zhì)的磁滯性，由此畫出的R”曲線稱為磁滯回線。

當(dāng)線圈中電流減小到零值（即〃=0）時，鐵心在磁化時所獲得的磁性還未

完全消失。這時鐵心中所保存的磁感應(yīng)強度稱為剩磁感應(yīng)強度紇（也叫剩磁）

在圖4-2中即為縱坐標(biāo)0-2和0-5,永久磁鐵的磁性就是由剩磁產(chǎn)生的。

如果要使鐵心的剩磁消失，通常改變線圈中勵磁電流的方向，也就是改變磁場

強度H的方向來進展反向磁化。使8=0的“值［如圖3-6中的0-3和0-6段）稱

為矯頑磁力Hc（也叫矯頑力）。

鐵磁材料在反復(fù)磁化過程中產(chǎn)生的損耗稱為磁滯損耗，它是導(dǎo)致鐵磁性材料

發(fā)熱的原因之一，對電機、變壓器等電氣設(shè)備的運行不利。因此，常采用磁滯損

耗小的鐵磁性材料作他們的鐵心。

由實驗可知，不同的鐵磁性材料，其磁化曲線和磁滯回線都不一樣。

2.磁性物質(zhì)的分類

按磁化特性的不同，鐵磁性材料可以分成三種類型。

1）.軟磁材料

具有較小的矯頑力，磁滯回線較窄。一般用來制造電機、電器與變壓器等的失

心。常用的有鑄鐵、硅鋼、坡莫合金與鐵氧體等。鐵氧體在電子技術(shù)中應(yīng)用也很廣

泛，可做計算機的磁心，磁鼓以與錄音機的磁帶、磁頭。

2）.硬磁性材料---永磁材料

具有較大的矯頑力，磁滯回線較寬。一般用來制造永久磁鐵。常用的有碳鋼、

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鉆鋼與鐵銀鋁鉆合金等。

3）.矩磁材料

具有較小的矯頑力和較大的剩磁，磁滯回線接近矩形，穩(wěn)定性也良好。在計

算機和控制系統(tǒng)中可用作記憶元件、開關(guān)元件和邏輯元件。常用的有鎂錦鐵氧體

與1J51型鐵銀合金。

內(nèi)容三：磁路根本定律18課時）

為了使較小的勵磁電流產(chǎn)生足夠大的磁通（或磁感應(yīng)強度），在電機、變后

器與各種鐵磁元件中常用磁性材料做成一定形狀的鐵心。由于鐵心的磁導(dǎo)率比周圍

空氣或其他物質(zhì)的磁導(dǎo)率高得多，因此磁通的絕大局部經(jīng)過鐵心而形成一個閉針

通路。這種人為造成的磁通路徑，稱為磁路。

1.安培環(huán)路定律（全電流定律）

在磁路中，沿任意閉合路徑，磁場強度的線積分等于與該閉合路徑交鏈的電

流的代數(shù)和。即：

JHdlrI（4-8）

計算電流代數(shù)和時，與繞行方向符合右手螺旋定如此的電流取正號，反之取

負(fù)號。

假如閉合回路上各點的磁場強度相等且其方向與閉合回路的切線方向一致

式中N為線圈匝數(shù)，如此：

Hl=ZI=NI

2.磁路歐姆定律

設(shè)一段磁路長為1,磁路面積為S的環(huán)形線圈，磁力線均勻分布于橫截面上,

這時B、H與N之間的關(guān)系為

人竺5-

MS

根據(jù)安培環(huán)路定律得磁路的歐姆定律。

B,①