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章节课题 6-3 相位与相位差 6-4 交流电的矢量表示及同频率正弦量的加减运算 课时 2节
教 学 目 的 1.掌握相位和相位的差的概念并会求解两个已知交流电的相位差 2.掌握正弦交流电的矢量表示方法 3.掌握同频率正弦交流电相加的矢量运算方法
重点难点 重点：相位和相位差的概念，正弦交流电的矢量表示方法 难点：相位差的求解以及同频率正弦交流电相加的矢量运算方法
教学方法 课堂讲授与练习相结合，综合学生实际，适当处理教材，因材施教，讲解问题时力求清晰明了，注意引导学生对本课程的兴趣和调动学生的学习积极性，并通过练习加深对所学知识的理解与掌握，尽可能达到好的教学效果，以提高学生的理论水平。
教具及参考书 1.《电工基础》 李梅主编 机械工业出版社 2.《电工电子技术基础》 王兆义主编 高等教育出版社 3.《电工基础》 谭恩鼎主编 高等教育出版社 4.《电工基础》 薛涛主编 高等教育出版社
作业 P184 6-3-2 6-3-3
课 后 小 结 1.电流的初相角为φ0，当这个正弦电流随时间变化时，它的角度变化为ωt+φ0，ωt+φ0就称为这个交流电流的相位。.相位差是指两个同频率的正弦量的相位之差，两个同频率正弦交流电的相位之差等于它们的初相之差。 3. 正弦交流电的旋转矢量表示法有旋转矢量表示法和静止矢量表示法两种。 4. 同频率正弦交流电相加的矢量运算有作图法和矢量法两种
教学内容 6-3 相位与相位差 6-4 交流电的矢量表示及同频率正弦量的加减运算 教学目的 掌握：1.相位和相位的差的概念并会求解两个已知交流电的相位差 2.正弦交流电的矢量表示方法 3.同频率正弦交流电相加的矢量运算方法 技能要求 掌握：正弦交流电的矢量图的绘制方法。 教学内容 6-3 相位与相位差 6.3.1 相位 电流的初相角为φ0，当这个正弦电流随时间变化时，它的角度变化为ωt+φ0，ωt+φ0就称为这个交流电流的相位。 从物理意义上讲，相位是反映正弦交流电变化进程的。有 了相位这个物理量以后，就可以比较两个同频率正弦量谁 先到达最大值或谁先到达零。 6.3.2 相位差 相位差是指两个同频率的正弦量的相位之差，用φ表示 ： φ=（ωt+φ01）－（ωt+φ02）= φ01－φ02 从式中可见，两个同频率正弦交流电的相位之差等于它们的初相之差。图6-10为几个同频率的正弦交流电的波形。图6-10 a为具有正初相角的两个电流波形，它们的相位差为φ =φ01－φ02，称为 1超前 2 φ角，或 2落后 1 φ角；图6-10 b中 1波形为正初相角， 2波形为负初相角，它们的相位差为φ = φ01 ─（ φ02）=φ01+ φ02 ，称为 1超前 2 φ角。图6-10 c为两电流同相；图6-10d为两电流反相；图6-10e 1超前 2 ，又称为两者正交。
教学内容 例：1 例：2 教学目的 掌握：二极管的基本特性；二极管和三极管器件的外形和电路符号；三极管的电流分配关系。 理解：二极管的伏安特性曲线和主要参数；三极管的放大作用和主要参数。 了解： 三极管场效应管的结构，场效应管的分类。 技能要求 掌握： 万用表判别二极管和三极管的质量和电极的方法。 了解： 场效应管的保存、取用、焊接的操作要领。 教学内容 1.1 晶体二极管 1.1.1半导体的基本知识 1. 什么是半导体 半导体是介于导体和非导体之间的物质（如硅和锗）。与导体和绝缘体具有能或不能传导电流那样非常明显的性质相比，半导体的导电能力则会根据周围状态（或条件）改变其性质。如温度升高，光照增强，掺杂质等均会使半导体的导电能力大为增强。 2. 半导体的分类 纯净的半导体称为本征半导体。在纯净半导体中掺入杂质元素后，使导电性能增强的半导体,称为杂质半导体，根据掺入杂质的不同，可得到二种不同类型的半导体：N型半导体和P型半导体。各种半导体之间的关系如图1.1.1所示。
教学内容 6-4 交流电的矢量表示及同频率正弦量的加减运算 6.4.1 正弦交流电的旋转矢量表示法 如图所示，图的左边为正弦交流电用旋转矢量表示。在直角坐标系中，取正弦量的最大值Im（也可以用有效值）作为旋转矢量，它的起始位置与x轴正方向的夹角为正弦交流电的初相角φ0 ，旋转角速度为正弦交流电的角频率ω，并以逆时针方向绕坐标原点旋转。在任意时刻，旋转矢量在y轴的投影，就等于该时刻正弦交流电的瞬时值，与O x轴的夹角，就等于正弦交流电相位ωt+φ0。 图的右边为这个正弦交流电的波形图，可见旋转矢量和波形图有一一对应的关系，即用旋转矢量也可以完全的表明交流电的三要素。旋转矢量用大写英文字母头上加点表示，如 、 、 等。 旋转矢量表示正弦量 6.4.2 正弦交流电静止矢量表示法 当有两个（或多个）同频率的正弦交流电用旋转矢量表示时，由于它们的角频率ω相同，它们的相位差不变（也就是在任意时刻两旋转矢量的相对位置是不变的，类似于自行车车轮上的辐条，无论走多远，两辐条之间的相对位置不变），因此，研究这两个同频率的旋转矢量时，就可以不考虑旋转角频率ω，而只研究它们在初相时的关系，这样旋转矢量就可以转化为静止矢量来研究。当根据矢量的计算法则求出合矢量后，再将其合矢量赋以角频率ω。静止矢量的长度表示正弦交流电的最大值Im （也可表示有效值），方向角表示正弦交流电的初相角。 教学目的 掌握：二极管的基本特性；二极管和三极管器件的外形和电路符号；三极管的电流分配关系。 理解：二极管的伏安特性曲线和主要参数；三极管的放大作用和主要参数。 了解： 三极管场效应管的结构，场效应管的分类。 技能要求 掌握： 万用表判别二极管和三极管的质量和电极的方法。 了解： 场效应管的保存、取用、焊接的操作要领。 教学内容 1.1 晶体二极管 1.1.1半导体的基本知识 1. 什么是半导体 半导体是介于导体和非导体之间的物质（如硅和锗）。与导体和绝缘体具有能或不能传导电流那样非常明显的性质相比，半导体的导电能力则会根据周围状态（或条件）改变其性质。如温度升高，光照增强，掺杂质等均会使半导体的导电能力大为增强。 2. 半导体的分类 纯净的半导体称为本征半导体。在纯净半导体中掺入杂质元素后，使导电性能增强的半导体,称为杂质半导体，根据掺入杂质的不同，可得到二种不同类型的半导体：N型半导体和P型半导体。各种半导体之间的关系如图1.1.1所示。
教学内容 将几个同频率的正弦交流电用静止矢量表示时称为矢量图，下图是两个同频率的正弦交流电流的矢量图。 矢量图 交流电本身并不是矢量，而是代数量，它和力、电场强度等空间矢量有着本质的区别。不过因为它是时间的函数，才能按一定的法则用时间矢量来表示。 6.4.3 同频率正弦交流电相加的矢量运算 同频率的正弦交流量相加，其和仍为同频率正弦交流量。例如，两个正弦交流电分别为 i1 = I1m sin( ωt + φ01)，i2 = I2m sin ( ωt + φ02 ) 其两电流之和为 i = i1 + i2 = I1m sin ( ωt + φ01 ) + I2m sin ( ωt + φ02 = Im sin ( ωt + φ ) 可见，只要求出合成电流i的最大值Im和初相角φ，则电流i即可确定，下面用矢量法求解。 1．作图法 作图法就是根据矢量的平行四边形法则，用作图的方法求合矢量。其方法是：将被加电流的最大值（或有效值）按一定的比例长度及被加电流的初相角在直角座标系中画出被加电流矢量，根据矢量的平行四边形法则作图，将作出的合矢量用尺子测量其长度和与x 轴的夹角，测量出的合 矢量长度（乘比例系数）就是合电流的最大（有效）值；与x 轴的夹角就是合电流的初相角。 6.4.2 正弦交流电静止矢量表示法 当有两个（或多个）同频率的正弦交流电用旋转矢量表示时，由于它们的角频率ω相同，它们的相位差不变（也就是在任意时刻两旋转矢量的相对位置是不变的，类似于自行车车轮上的辐条，无论走多远，两辐条之间的相对位置不变），因此，研究这两个同频率的旋转矢量时，就可以不考虑旋转角频率ω，而只研究它们在初相时的关系，这样旋转矢量就可以转化为静止矢量来研究。当根据矢量的计算法则求出合矢量后，再将其合矢量赋以角频率ω。静止矢量的长度表示正弦交流电的最大值Im （也可表示有效值），方向角表示正弦交流电的初相角。 教学目的 掌握：二极管的基本特性；二极管和三极管器件的外形和电路符号；三极管的电流分配关系。 理解：二极管的伏安特性曲线和主要参数；三极管的放大作用和主要参数。 了解： 三极管场效应管的结构，场效应管的分类。 技能要求 掌握： 万用表判别二极管和三极管的质量和电极的方法。 了解： 场效应管的保存、取用、焊接的操作要领。 教学内容 1.1 晶体二极管 1.1.1半导体的基本知识 1. 什么是半导体 半导体是介于导体和非导体之间的物质（如硅和锗）。与导体和绝缘体具有能或不能传导电流那样非常明显的性质相比，半导体的导电能力则会根据周围状态（或条件）改变其性质。如温度升高，光照增强，掺杂质等均会使半导体的导电能力大为增强。 2. 半导体的分类 纯净的半导体称为本征半导体。在纯净半导体中掺入杂质元素后，使导电性能增强的半导体,称为杂质半导体，根据掺入杂质的不同，可得到二种不同类型的半导体：N型半导体和P型半导体。各种半导体之间的关系如图1.1.1所示。
教学内容 2．计算法 计算法的原理和作图法相同，它是根据合矢量在y轴的投影等于和在y 轴的投影之和、在x轴的投影等于和在x轴的投影之和的特点，用几何的方法进行计算的。参照图所示，可以写出合成电流的最大值 Im和初相角φ的计算公 式，即 = 最后根据实际求出的Im和φ值，写出合成电流的瞬式表达式 。 用矢量法求合矢量 6-4 交流电的矢量表示及同频率正弦量的加减运算 6.4.1 正弦交流电的旋转矢量表示法 如图所示，图的左边为正弦交流电用旋转矢量表示。在直角坐标系中，取正弦量的最大值Im（也可以用有效值）作为旋转矢量，它的起始位置与x轴正方向的夹角为正弦交流电的初相角φ0 ，旋转角速度为正弦交流电的角频率ω，并以逆时针方向绕坐标原点旋转。在任意时刻，旋转矢量在y轴的投影，就等于该时刻正弦交流电的瞬时值，与O x轴的夹角，就等于正弦交流电相位ωt+φ0。 图的右边为这个正弦交流电的波形图，可见旋转矢量和波形图有一一对应的关系，即用旋转矢量也可以完全的表明交流电的三要素。旋转矢量用大写英文字母头上加点表示，如 、 、 等。 旋转矢量表示正弦量 6.4.2 正弦交流电静止矢量表示法 当有两个（或多个）同频率的正弦交流电用旋转矢量表示时，由于它们的角频率ω相同，它们的相位差不变（也就是在任意时刻两旋转矢量的相对位置是不变的，类似于自行车车轮上的辐条，无论走多远，两辐条之间的相对位置不变），因此，研究这两个同频率的旋转矢量时，就可以不考虑旋转角频率ω，而只研究它们在初相时的关系，这样旋转矢量就可以转化为静止矢量来研究。当根据矢量的计算法则求出合矢量后，再将其合矢量赋以角频率ω。静止矢量的长度表示正弦交流电的最大值Im （也可表示有效值），方向角表示正弦交流电的初相角。 教学目的 掌握：二极管的基本特性；二极管和三极管器件的外形和电路符号；三极管的电流分配关系。 理解：二极管的伏安特性曲线和主要参数；三极管的放大作用和主要参数。 了解： 三极管场效应管的结构，场效应管的分类。 技能要求 掌握： 万用表判别二极管和三极管的质量和电极的方法。 了解： 场效应管的保存、取用、焊接的操作要领。 教学内容 1.1 晶体二极管 1.1.1半导体的基本知识 1. 什么是半导体 半导体是介于导体和非导体之间的物质（如硅和锗）。与导体和绝缘体具有能或不能传导电流那样非常明显的性质相比，半导体的导电能力则会根据周围状态（或条件）改变其性质。如温度升高，光照增强，掺杂质等均会使半导体的导电能力大为增强。 2. 半导体的分类 纯净的半导体称为本征半导体。在纯净半导体中掺入杂质元素后，使导电性能增强的半导体,称为杂质半导体，根据掺入杂质的不同，可得到二种不同类型的半导体：N型半导体和P型半导体。各种半导体之间的关系如图1.1.1所示。
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