《电工技术基础与技能（第3版）-张金华7.3 RL、RC与RLC串联电路.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工技术基础与技能（第3版）-张金华7.3 RL、RC与RLC串联电路.docx（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、7单相正弦交流电路【课题名称】7.3 RL、RC与RLC串联电路【课时安排】4课时（180分钟）【教学目标】1. 理解以、亿与枷7串联电路中阻抗的概念，掌握电压三角形、阻抗三角形的应用。2. 理解厄、RC RLC串联电路中有功功率、无功功率和视在功率的物理概念，学会 计算电路的有功功率、无功功率和视在功率。3. 理解功率三角形和电路的功率因数，了解提高功率因数的意义。【教学重点】理解花、亿与位。串联电路中总电压与各分电压之间的关系；电路阻抗、有功功率、 无功功率、视在功率和功率因数的计算：掌握电压三角形和阻抗三角形【教学难点】难点：串联电路中的电压三角形、阻抗三角形和功率三角形【关键点】串联电
2、路中电流与各部分电压之间矢量图的画法。【教学方法】实验演示法、多媒体展示法、讲授法、谈话法、理论联系实际法【教具资源】多媒体课件、220V交流电、日光灯电路、开关、连接导线若干、电压表（或万用表） 【教学过程】一、导入新课教师可实际演示或利用多媒体展示荧光灯实验电路，然后利用万用表测得电源电压U、 镇流器两端电压灯管两端电压的值，从分析测量结果得出，交流串联电路中，总 电压的有效值并不等于各分电压的有效值之和（220VQ90V+110V）,即为什 么呢？利用这个疑点引出本节课的学习内容一一RL、RC与RLC串联电路。二、讲授新课教学环节1：也串联电路（一）总电压与各部分电压之间的关系教师活动：
3、教师可在黑板上或利用多媒体展示如图7. 8所示的RL串联电路，然后告诉 学生在串联电路中通常以电流作为参考正弦量来分析电路，设i=/msin/t,从而引导学生 得出电阻两端电压和电感两端电压的瞬时值表达式，再根据基尔霍夫电压定律（=血+ 皿），画出以、R、L的矢量图即可得电压三角形，如图7. 9所示。从电压三角形中得出总 电压与各分电压之间的大小关系。学生活动：学生可在教师的引导下，学习RL串联电路，电流与各电压之间矢量图的画 法，并自行总结RL串联电路总电压与各分电压之间的大小关系。图7.8RL串联电路（a）电流与电斥矢量图（b）电乐三角形图7. 9矢量图和电压三角形（二）电流与电压之间的相
4、位关系教师活动：教师可引导学生从电流与电压的矢量图中，直接可看出总电压与电流之间的 相位关系是电压超前电流伊，= arctan 0Ur学生活动：学生在教师的引导下，自然明白在RL串联电路总电压超前电流。（三）电路中的阻抗教师活动：教师可利用总电压与各分电压之间的关系公式，通过代入、整理得出阻抗的 计算公式，即z = jET，并说明阻抗、阻抗三角形、阻抗角的概念。学生活动：学生可在教师的引导下，学习阻抗的计算、阻抗、阻抗三角形及阻抗角的概 念。（四）电路中的功率教师活动：教师可通过电压三角形，每条边同时乘以引导学生得到功率三角形，并 对功率三角形中的三条边所代表的意义进行说明：视在功率、有功功率
5、、无功功率及其之间 的数学关系。学生活动：学生通过听讲，学习位串联电路的功率三角形，理解视在功率、无功功率、 有功功率的概念及三者之间的数量关系。（五）功率因数教师活动：教师可联系生产生活实际讲解功率因数的概念和计算方法。学生活动：学生可在教师的指导下，结合教材学习了解功率因数的概念，并掌握其计算 公式。教师活动:教师可通过12道典型例题来总结巩固以串联电路分析的方法和相关知识。学生活动：学生可在教师的引导下通过对例题的理解和练习以达到巩固知识的目的。知识点：1. 总的阻抗：Z =R2 + X：2. 位串联电路中总电压与总电流的关系为：/= fVFTTT Z总电压超前电流：R3. 总电压与各部
6、分元件电压之间的关系为：U =U：+U；4. 以串联电路中功率关系：S= S+q25. 电路的功率因数：电源提供的总功率一部分被电阻消耗（有功功率），一部分被电感 与电源交换（无功功率）。这样就存在电源功率利用率问题。为了反映功率的利用率，我们 把有功功率与视在功率的比值称为功率因数，用人表示。注意：通常情况下，将总电压超前电流的电路称为电感性电路，简称感性电路。阻抗 角0的大小只与电路参数R、心和电源频率有关，与电压的大小无关。教学环节2： R?串联电路（一）总电压与各部分电压之间的关系教师活动：教师可在黑板上或利用多媒体展示如图7. 10所示的仃串联电路，然后告诉 学生在串联电路中仍以电流
7、作为参考正弦最来分析电路，设i=Imsincot,从而引导学生得 出电阻两端电压和电容两端电压的瞬时值表达式，再根据基尔霍夫电压定律（=血+版:）, 画出、r、c的矢量图如图7. 11所示。再从电压三角形中得出总电压与各分电压之间的 大小关系。学生活动：学生可在教师的引导下，学习RC串联电路，电流与各电压之间矢量图的画 法，并自行总结RC串联电路总电压与各分电压之间的大小关系。I叩u*图7. 10RC串联电路图7. 11矢量图（-）电流与电压之间的相位关系教师活动：教师可引导学生从电流与电压的矢量图中，直接可看出总电压与电流之间的相位关系是电流超前电压。学生活动：学生在教师的引导下，自然明白在
8、RC串联电路中总电流超前电压。（三）电路中的阻抗与功率教师活动：教师可引导学生根据RC串联电路的矢量图，再结合RL串联电路的分析方 法，画出电压三角形、阻抗三角形和功率三角形，如图7. 12所示。然后可对各三角形进行 分析，推出阻抗和功率的计算公式。学生活动：学生可在教师的引导下，仿照RL串联电路的分析方法，自行画出RC串联 电路的电压三角形、阻抗三角形和功率三角形，并推出阻抗和功率的计算公式。(a)电压三角形(b)阻抗三角形(c)功率三角形图7. 12电压三角形、阻抗三角形和功率三角形知识点：1. 亿串联电路中总的阻抗：z = W + x；2. 的串联电路中总电压与总电流的关系为：，一 U
9、_UJ + x； z总电压滞后电流：(p = arctan=arctan本Ur R3. 网串联电路中总电压与各部分元件电压的关系为：U =匡+田4. RC串联电路中功率关系：S= J/，。教学环节3：也C串联电路(-)总电压与各部分电压之间的关系及总电压与电流的相位关系教师活动I：教师可指导学生阅读教材，结合R/.串联电路的分析方法，通过提问的方 式引导学生得出RLC串联电路中电流与电压的矢量图，从矢量图中引导学生总结：总电压 与各部分电压之间的数量关系，总电压与电流之间的相位关系，同时对总电压与电流的相位 关系进行说明：当ULUC时，0,电压超前电流；当Ul Xc ,即 X0时，0 = arctan0, UL UC, &电压超前总电流,R电路呈电感性；X(2) 当X, XC,即XvO时，= arctan0, UL U仁时，90,电压超前电流；当Uz.vUc时，(P0电压超前电流。0电压滞后电流00 = 0电压与电流同相有功功率P = Fr = UIcs(pP = I2R = UI cos。P=/2r = UMos(p无功功率Ql=I2Xl=UIsM电路呈感性Qc = i-Xc=UI0电路呈感性Q0电路呈容性视在功率S = UI =PQi功率因数3pS教材中的思考与练习题五、课后作业“学习辅导与练习”同步训练7.3中的部分内容。
