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章节课题 6-5 电阻、电感、电容在交流电路中的特性 课时 2节
教 学 目 的 1. 熟练掌握：纯电阻、纯电感电路、纯电容电路电压与电流之间的关系。 2. 正确理解：感性电路、容性电路的特点。 3. 一般了解：无功功率的特点。
重点难点 重点：电阻、电容、电感三大电路元件中的电压电流关系及电路性质 难点：纯电容、电感电路电压与电流之间的关系
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 6-3-4 6-3-5 6-3-6
课 后 小 结 1.纯电阻电路电阻中电流与电压同相位，即它们的初相角相等。电流和电压的瞬时值、最大值、有效值都服从欧姆定律。 2.电感中电压超前电流90o 电角，是电感的一个重要特性 。电流和电压的有效值服从欧姆定律 。 3.电容中电流超前电流90o电角，。电流和电压的有效值服从欧姆定律。
教学内容 6-5 电阻、电感、电容在交流电路中的特性 教学目的 掌握：纯电阻、纯电感电路、纯电容电路电压与电流之间的关系 理解：感性电路、容性电路的特点。 了解：无功功率的特点。 技能要求 掌握：电路的相量图的绘制。 了解：容性电路、感性电路的应用。 教学内容 6-5 电阻、电感、电容在交流电路中的特性 6.5.1 纯电阻电路 1．电流与电压之间的关系 电路如图所示。设电阻两端电压按正弦规律变化， u = Um sin ωt，根据欧姆定律 则电流为 Im sin ωt 式中，Im ，等式两边同除以 ，有 纯电阻电路 由以上分析，可得两点结论： （1）电阻中电流与电压同相位，即它们的初相角相等， 矢量图和波形图如图所示。 （2）电流和电压的瞬时值、最大值、有效值都服从欧姆定律，即
教学内容 例： 已知一电阻炉，其两端的电压有效值U = 220 V，电阻丝的等效电阻 R =10 Ω，电阻丝的电感忽略不计，求电阻炉的电流有效值I。 解： 6.5.2 纯电感电路 1．电压与电流有效值之间的关系 电感器件在交流电路中，有效值符合欧姆定律，用公式表示为：UL=XL I 式中，XL— 比例系数， 称为电感的感抗，它在交流电路中起阻碍电流流动的作用。 试验和理论都证明，电感的感抗XL是电感量L 和电压角频 率ω（f）的函数，其表达式为XL= ω L 式中：当ω的单位为1/s（1/秒）、L的单位为H（亨）、 则XL 的单位为Ω 。由（6-15）式可见，电感量L越大、 电压的角频率ω 越高，XL 就越大；如果电流为直流电， ω= 0 ，则XL=0 ，即电感在直流电路中不起作用。 2．电压与电流瞬时值之间的关系 设电感中电流按正弦规律变化：i = Im sin ωt ，根据电感的自感原理，电感中的电流发生变化时，在电感的两端产生自感电动势，自感电动势的大小与电流的变化率成正比，其值为eL =－L 则自感电压为 uL= －eL=L 根据电感的自感原理，正弦电流的变化率大，自感电压大；变化率小，自感电压小；变化率为0，自感电压为0。 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 其值为eL =－L 则自感电压为 uL= －eL=L 根据电感的自感原理，正弦电流的变化率大，自感电压大；变化率小，自感电压小；变化率为0，自感电压为0。 当电流过了负的最大值，变化率为正，电压为正；电流过“0”点时，变化率最大，电压又达到正的最大值。 通过上述分析，我们得出一个很重要的结论： （1）电感中电流为正弦波，电压也为正弦波。 （2）电感中电压超前电流 电角，即电压最大，电流为零；电流最大，电压为零；这是电感的一个重要特性，大家要牢记 例： 1．有一电感线圈，电感量为15 mH，体电阻忽略不计。将线圈接到电压为100 V，频率分别为10 kHZ和1 kHZ的电路中，求电感中的电流。 线圈接到10 kHZ的交流电路中时： XL = 2 π f L = 6.28×10 4 ×15×10 -3 = 942 Ω 线圈接到1 kHZ的交流电路中时： XL = 2 π f L = 6.28×10 3×15×10 –3 = 94.2 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 6.5.3 纯电容电路 1．电压和电流有效值之间的关系 UC=XL I 或 式中，XC是比例系数，称为电容器的容抗， 对交流电流具有阻碍作用。实验和理论均可证明，电容器的容抗与电源角频率ω和电容器的容量C之积成反比，即ω、C值越大，XC越小，反之，越大。当ω=0，则XC=∞，即电容器不能通过直流电。XC的表达式为 式中，角频率ω的单位为1/s ，C的单位为F，的单位为Ω 。 2．电容器中瞬时电流和电压的关系 电容器是一个动态器件，充电电流和电压的变化率成正比，即 i =C 设电容器两端电压按正弦规律变化，uc=Umsinωt ,仿照电感的分析方法，可得结论为： （1）当电容中电压按正弦波变化，电流也按正弦规律变化。 （2）电容中电流超前电压 电角，即uc=Ucmsinωt , i = I m sin( ωt ＋ ) 。电流超前电压 电角，是电容电路的一个重要特征，我们要牢记（电容中电流电压波形见图6-24所示） 当电流过了负的最大值，变化率为正，电压为正；电流过“0”点时，变化率最大，电压又达到正的最大值。 通过上述分析，我们得出一个很重要的结论： （1）电感中电流为正弦波，电压也为正弦波。 （2）电感中电压超前电流 电角，即电压最大，电流为零；电流最大，电压为零；这是电感的一个重要特性，大家要牢记 例： 1．有一电感线圈，电感量为15 mH，体电阻忽略不计。将线圈接到电压为100 V，频率分别为10 kHZ和1 kHZ的电路中，求电感中的电流。 线圈接到10 kHZ的交流电路中时： XL = 2 π f L = 6.28×10 4 ×15×10 -3 = 942 Ω 线圈接到1 kHZ的交流电路中时： XL = 2 π f L = 6.28×10 3×15×10 –3 = 94.2 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 例： 将10 μF的电容器接到电压为220 V，频率分别为50Hz和500Hz的交流电源上，试求电容器中的电流 解： 接在50Hz交流电源上： 接在500Hz的交流电源上： 由计算可知，电压相同，频率不同，通过电容器的电流不同；频率越高，通过电容器的电流越大。 角频率ω的单位为1/s ，C的单位为F，的单位为Ω 。 2．电容器中瞬时电流和电压的关系 电容器是一个动态器件，充电电流和电压的变化率成正比，即 i =C 设电容器两端电压按正弦规律变化，uc=Umsinωt ,仿照电感的分析方法，可得结论为： （1）当电容中电压按正弦波变化，电流也按正弦规律变化。 （2）电容中电流超前电压 电角，即uc=Ucmsinωt , i = I m sin( ωt ＋ ) 。电流超前电压 电角，是电容电路的一个重要特征，我们要牢记（电容中电流电压波形见图6-24所示） 当电流过了负的最大值，变化率为正，电压为正；电流过“0”点时，变化率最大，电压又达到正的最大值。 通过上述分析，我们得出一个很重要的结论： （1）电感中电流为正弦波，电压也为正弦波。 （2）电感中电压超前电流 电角，即电压最大，电流为零；电流最大，电压为零；这是电感的一个重要特性，大家要牢记 例： 1．有一电感线圈，电感量为15 mH，体电阻忽略不计。将线圈接到电压为100 V，频率分别为10 kHZ和1 kHZ的电路中，求电感中的电流。 线圈接到10 kHZ的交流电路中时： XL = 2 π f L = 6.28×10 4 ×15×10 -3 = 942 Ω 线圈接到1 kHZ的交流电路中时： XL = 2 π f L = 6.28×10 3×15×10 –3 = 94.2 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。

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