电工RL串联电路

电工RL串联电路 课:RL串联电路 教学目标: 知识目标:理解电压三角形、阻抗三角形、功率三角形并会用相量分析电 路。 能力目标:培养学生分析问题的能力。 情感目标:通过本节课的学习，激发学生对RL串联电路的学习热情。 教学重点:电压三角形、阻抗三角形、功率三角形 教学难点:RL串联电路的相位关系，会运用相量图进行相关的分析 教学方法:讲授法,分析法 教材处理:从学生熟悉的日光灯引入新课，分析RL串联电路，删掉功率因数的 讲解，这部分在以后的节次中会专门讲到。 教学过程: 一、复习各独立元件的主要特性引入新课。 师:日光灯是我们常见的物体,同学们知道它的电路图是怎样的吗, 其实日光灯是最常见的RL串联电路，它是把镇流器(电感线圈)和灯管(电阻)串联起来，再接到交流电源上，日光灯的原理图，如图(a)所示。 二、新授 (一)RL串联电路电压间的关系 师:同学们回忆一下，纯电阻和纯电感电路中，电压与电流的相位关系分 别是怎样的, , 生:纯电阻电路中电压与电流同相,纯电感电路中电压的相位超前流 。2 师:大家说的很正确。所以RL串联电路各电压间相位不相同,总电流与总 电压的相位也不相同. 以正弦电流为参考正弦量,即 i,Isin,tm 则电阻两端的电压为 u,Usin,tRRm ,u,Usin(t，), 电感线圈两端的 电压为 LLm2 u,，uu 电路的总电压u为 RL ,,, 与之对应的电压有效值相量关系为 U,U，URL ,,,作出上式的相量图，如图(b)所示。 构成直角三角形，叫做电压三 UUURL 22角形，可以得到电压间的数量关系为 U,U，URL UL,arctan,总电压的相位超前电流 UR 从电压三角形中，还可以得到总电压与各部分电压之间的关系 U,Ucos,U,Usin,RL 注:电压三角形不是相量三角形，不用标箭头。 RL串联电路的阻抗 (二) 将 代入下式中 U,IR,U,IXRLL 222222U,U，U,(IR)，(IX),IR，X RLLL UUI,, 上式整理后得 22zRX，L 22z,R，X 其中z称为阻抗， L X将电压三角形的三边同时除以电流I，就得到电阻R、感抗 和阻抗Z组成的L阻抗三角形，阻抗三角形中Z与R的夹角叫 做阻抗角，也就是电压与电流的, 相位差。 XL,,arctan R (三)RL串联电路的功率 将电压三角形三边同时乘以I，就可以得到由有功功率、无功功率和视在 功率(总电压有效值与电流的乘积)组成的三角形-----功率三角形，如下图所 示。 1.有功功率 电路中只有电阻消耗功率，即有功功率。 2 U2RP,UI,IR,,UIcos,R R 2. 无功功率 电路中的电感不消耗能量，它与电源之间不停的进行能量交换，感性无功 2U2LQ,UI,IX,,UIsin,功率为 LLLXL 3. 视在功率 视在功率示电源提供总功率的能力，即交流电源的容量。视在功率用S S,UI表示，它等于总电压U与电流I的乘积，即 22QL从功率三角形可得到P、，S间的关系，即 S,P，QL QL,阻抗角 的大小为 ,,arctanP三、例题讲解 讲解第147页的例3 通过例题讲解使学生加深对所学知识的理解. 四、小结 电压三角形、阻抗三角形、功率三角形 P1,2五、布置作业 48 RL串联电路教学设计 所在班级:11(8) 讲课人:王岁鑫 时间:2012.4.11