资源简介

电工电子技术与技能教案（3-1）
【课题编号】
10-03-01
【课题名称】
正弦交流电
【教学目标】
应知：
了解交流发电机的工作过程；
掌握表征正弦交流电的物理量；
掌握正弦交流电的函数表示法、波形图表示法，了解矢量图表示法。
应会：
会用三要素法分析正弦交流电的变化特性；会进行同相位的正弦交流电的比较。
【教学重点】
单相交流电的基本物理量及表示法。
【教学难点】
矢量表示法
【学情分析】
交流电的产生过程较复杂，利用“做中教”的发电机模型演示，让学生直观了解交流电的产生过程，为理解交流电的三要素打下基础。利用多媒体演示，让学生形象理解表征正弦交流电的三要素及相互关系，利用比较法让学生在对比中理解正弦交流的表示法及相互关系。
【教学方法】
演示法、讲授法
【教具资源】
单相交流发电机模型、灵敏电流表、多媒体课件
【课时安排】
2学时（90分钟）
【教学过程】
一、导入新课
引导同学列举日常生活中使用到交流电的场合，引出单相交流电（例如照明电路、家用电器电路）的概念，激发学生学习兴趣。
二、讲授新课
教学环节1：单相正弦交流电的产生
教师活动：演示交流发电机模型。
学生活动：
（1）观察发电机的各部分组成；
（2）转动中轴观察电流表指针转动情况；
（3）分析发电机工作过程。
教师总结：
（1）发电机的基本组成部分是磁极、线圈、电刷（连接线圈与外电路）。实际的发电机构造比较复杂，线圈匝数很多，嵌在硅钢片制成的铁心上，通常叫电枢；磁极是由电磁铁构成的，一般多采用旋转磁极式，即电枢不动，磁极转动。
（2）电流表的指针随着线圈的转动而摆动，并且线圈每转一周，指针左右摆动一次，表明转动的线圈里产生了感应电流，并且感应电流的大小和方向都在随着时间做周期性变化，即产生了交流电。
教学环节2：正弦交流电的基本物理量
教师活动：
【多媒体演示】表征正弦交流电的物理量
学生活动：观察动画，体会表征交流电的各物理量的含义，明确三要素的概念。
教师活动：总结
（一）表征正弦交流电的三要素：
频率（角频率、周期）；
有效值（最大值）； ；；
初相位
（二）三要素的意义
（1）频率（或角频率、周期）、最大值（或有效值）和初相位能分别反映正弦交流电的特征：变化快慢、变化幅度、起始状态，故将其称为正弦量的三要素。若已知正弦量的三要素，即可画出正弦量的波形图，写出它的三角函数表达式，还可以利用三要素区别两个不同的正弦量。
（2）在我国的电力系统中，我国工业交流电的标准频率为50Hz，简称为工频，周期是0.02s。
（3）有效值在电气工程中应用非常广泛。如照明电路的电源电压为220V、动力线路的电源电压为380V，都是指有效值；用交流电工仪表测量出来的电流、电压也是指有效值；大多数电器产品铭牌上标注的额定电压、额定电流都是指有效值。
教师活动：给出例题。
学生活动：及时巩固概念。
教学环节3：正弦交流电的表示法
教师活动：对比列出正弦交流电的三种表示方法。
学生活动：掌握正弦交流电的函数表示法、波形图，了解矢量表示法。
三、课堂小结
正弦交流电的三要素：频率（或周期）、最大值（或有效值）和初相位
正弦交流电的表示方法：波形图、三角函数式和矢量图
四、课堂练习
正弦交流电三要素、表示法相关习题。
五、课后作业
【板书设计】
【教学后记】
电工电子技术与技能教案（3-2）
【课题编号】
11-03-02
【课题名称】
单一元件的单相正弦交流电路
【教学目标】
应知：
1.理解单一元件（纯电阻、纯电感、纯电容）在交流电路中，元件两端电压与流过元件的电流关系特点，理解它们对直流电与交流电的不同阻碍作用。
2.理解电路瞬时功率、有功功率、无功功率的概念及表示方法。
应会：
会分析由R、L、C构成的简单电路。
【教学重点】
R、L、C在交流电路中元件两端电压与流过元件的电流关系特点；R、L、C对直流电与交流电的不同阻碍作用；电路瞬时功率、有功功率、无功功率的概念及表示方法。
【教学难点】
分析纯电阻、纯电感、纯电容对交流电不同的阻碍作用。
【学情分析】
本节内容量大，且较抽象。利用“做中教”中的纯电阻电路实验，让学生形象感知纯电阻电路电压与电流变化的“同步”特点；利用“做中教”中的纯电感电路让学生形象感知纯电感的“通直隔交”作用；利用“做中教”中的纯电容电路让学生形象感知纯电容的“通交隔直”作用。将功率概念融入三种电路中区别讲解，利于学生有比较的掌握。
【教学方法】
实验法、比较法
【教具资源】
交流电源，交流电流表，交流电压表，白炽灯，开关，纯电阻、纯电感、纯电容
【课时安排】
3学时（135分钟）
【教学过程】
一、导入新课
由日常生活中呈现不同性质（电阻、电感、电容）的电器，以它们在交流电路中的作用是否相同提问，引出本节内容。
二、讲授新课
教学环节1：纯电阻电路
（一）纯电阻电路电阻两端电压与流过电流关系
教师活动：“做中教”，演示纯电阻电路。
学生活动：
（1）实验一电路，灯与电阻串联，当双刀双掷开关分别接通直流电源和交流电源（直流电压和交流电压的有效值相等）观察灯的亮度情况，思考电阻对直流电、交流电的阻碍作用。
（2）实验二电路，将交流电压表、交流电流表接入电路，输入端用低频信号发生器加0.5Hz正弦交流电，观察电压表、电流表指针摆动情况。
（3）实验二电路，将输入正弦交流电信号频率变为50 Hz，记录电压表与电流表读数，总结纯电阻两端电压与流过电流之间的关系。
教师总结：
（1）实验一，灯的亮度相同，表明电阻对直流电和交流电的阻碍作用相同。
（2）实验二，当输入端加低频交流电时，可以观察电压表与电流表指针摆动步调一致，表明电阻两端电压和流过电阻的电流是同相的。
（3）电压表读数（交流电压有效值）与电流表读数（交流电流有效值）及电阻值之间符合欧姆定律关系。
（二）纯电阻电路的功率
教师活动：给出功率曲线，介绍瞬时功率、有功功率的概念及计算公式。
学生活动：掌握功率计算公式，并通过练习巩固。
教学环节2：纯电感电路
（一）纯电感电路电感两端电压与流过电流关系
教师活动：“做中教”，演示纯电感电路。
学生活动：
（1）实验一电路，灯与电感串联，当双刀双掷开关分别接通直流电源和交流电源（直流电压和交流电压的有效值相等）观察灯的亮度情况，思考电感对直流电、交流电的阻碍作用。
（2）实验二电路，将交流电压表、交流电流表接入电路，输入端用低频信号发生器加0.5Hz正弦交流电，观察电压表、电流表指针摆动情况。
（3）实验二电路，将输入正弦交流电信号频率变为50 Hz，记录电压表与电流表读数，总结纯电感两端电压与流过电流之间的关系。
教师总结：
（1）实验一，接通交流电源时灯的亮度明显变暗，表明电感对直流电和交流电的阻碍作用不同相，对于直流电，起阻碍作用的只是线圈的电阻；对于交流电，除了线圈的电阻外，电感也起阻碍作用。
（2）实验二，当输入端加低频交流电时，可以观察电压表与电流表指针摆动步调不一致，表明电感两端电压和流过电感的电流是不同相的。
（3）电压表读数（交流电压有效值）与电流表读数（交流电流有效值）成正比。
（二）纯电感电路的功率
教师活动：给出功率曲线，给出纯电感瞬时功率、有功功率、无功功率的概念及计算公式。
学生活动：掌握功率计算公式，并通过练习巩固。
教学环节3：纯电容电路
（一）纯电容电路电容两端电压与电路电流关系
教师活动：“做中教”，演示纯电容电路
学生活动：
（1）实验一电路，灯与电容串联，当双刀双掷开关分别接通直流电源和交流电源（直流电压和交流电压的有效值相等）观察灯的亮度情况，思考电容对直流电、交流电的阻碍作用。
（2）实验二电路，将交流电压表、交流电流表接入电路，输入端用低频信号发生器加0.5Hz正弦交流电，观察电压表、电流表指针摆动情况。
（3）实验二电路，将输入正弦交流电信号频率变为50 Hz，记录电压表与电流表读数，总结纯电容两端电压与流过电流之间的关系。
教师总结：
（1）实验一，接通直流电源时灯亮一下随即熄灭，电容有隔直流作用，接交流电源时灯正常发光，说明交流电能通过电容器。
（2）实验二，当输入端加低频交流电时，可以观察电压表与电流表指针摆动步调不一致，表明电容两端电压和流过电容的电流是不同相的。
（3）电压表读数（交流电压有效值）与电流表读数（交流电流有效值）成正比。
（二）纯电容电路的功率
教师活动：给出功率曲线，给出纯电容瞬时功率、有功功率、无功率的概念及计算公式。
学生活动：掌握功率计算公式，并通过练习巩固。
三、小结
纯电阻电路电阻两端电压与流过电流同相；
纯电感电路电感两端电压超前电流90 ；
纯电容电路电容两端电压滞后电流90 。
四、课堂练习
五、课后作业
【板书设计】
【教学后记】
电工电子技术与技能教案（3-3）
【课题编号】
12-03-03
【课题名称】
多个元件的单相正弦交流电路
【教学目标】
应知：
1．理解RL、RLC串联电路电流与电压的关系；
2．功率三角形和电路的功率因数的概念、提高功率因数的方法及其在实际生活中的意义；
3．了解RLC串联谐振的特点及应用。
应会：
1．会分析简单的RL、RLC串联电路；
*2．会将所学谐振知识应用于分析调谐电路。
【教学重点】
RL、RLC串联电路电压电流的关系分析；RLC串联谐振的特点及应用。
【教学难点】
灵活分析简单的RL、RLC串联电路及应用所学知识分析调谐电路。
【学情分析】
本节是在理解各种单一元件性质的基础上进行学习的，所以在教学过程应注意应用单一元件电路特点“叠加”分析多元件电路，适当减少理论计算的成分，利用“做中学”将教学重点倾向于对学生实用技能的培养上。
【教学方法】
类比教学、实验法
【课时安排】
2学时（90分钟）
【教学过程】
一、导入新课
列举日常生活中的电机线圈、荧光灯电路、收音机调谐电路等实例，将其抽象为对RL、RLC串联电路的分析，引入本课内容。
二、讲授新课
教学环节1：RL 串联电路电流与电压的关系
教师活动：将电机线圈抽象为RL串联电路，画出电路图，设电路的电流表达式。
学生活动：利用所学单一元件知识，根据所设电流值，分析写出电路R、L两端的电压关系，画出矢量图。
教师活动：
【多媒体演示】RL电路的电压、电流关系
引导学生利用矢量图，使用“叠加”方法，形象分析RL的总电压关系，引出阻抗、电压三角形的概念，进一步引出功率的计算及功率三角形、功率因数的提高。
学生活动：理解RL的总电压关系，掌握阻抗三角形、电压三角形、功率三角形、功率因数的概念及功率的计算，了解功率因数提高的方法。
教学环节2：RLC串联电路电流与电压的关系
教师活动：由收音机的调谐、振荡电路引出RLC串联电路，由电路图及矢量图引出电路电压、阻抗的表示方法。重点强调谐振条件及特点。
学生活动：了解RLC串联电路的电压、阻抗的表示方法，理解调谐振条件及特点。
教师活动：利用收音机调谐电路的例题，介绍调谐电路参数的分析方法。
学生活动：掌握调谐电路的分析方法。
三、课堂小结
1．电压电流关系 （1）数值关系：
（2）相位关系
2．谐振特点：
（1）阻抗最小，且为纯电阻，即=R ；
（2）电路中的电流最大，且与电压同相，即：
（3）电感与电容两端的电压相等，其大小为总电压的Q倍， Q称为串联谐振电路的品质因数，电子技术中，常用品质因数Q值的高低来体现选择性的好坏。
四、课堂练习
五、课后作业
【板书设计】
【教学后记】
电工电子技术与技能教案（3-4）
【课题编号】
03-08-04
【课题名称】
安装照明电路配电板
【教学目标】
应知：
1．认识单相电能表，学会单相电能表接线；
2．了解照明电路配电板的组成。
应会：认识单相电能表，会单相电能表接线，会安装照明电路配电板。
【教学重点】
单相电能表的接线；配电板的正确规范安装。
【难点分析】
正确规范安装照明电路配电板并能排除简单故障。
【学情分析】
在学习RL电路的基础上，利用“做中学”让学生在动手操作中学会照明电路配电板的布线、安装，将理论应用于实践，提高学生的操作技能。
【教学方法】
实训
【教具资源】
单相电能表1只，双刀开关1只，熔断器2只，电源插头一个，白炽灯及灯座各5只，木制配电板1块，交流电流表、电压表各1只，电工工具1套，导线若干。
【课时安排】
2学时（90分钟）
【教学过程】
一、操作部分
教师活动：指导学生完成照明电路配电板的安装。
学生活动：在教师指导下，
（1）核对器材，检测器件好坏，认识单相电能表，辨别其接线端子，参考如下图所示。
图 电能表及其跳入式接法
（2）根据要求分析配电板的组成，画出配电线路图,参考线路图如下图所示。
照明线路参考线路图
（3）在配电板上画出布线图。
（4）固定器件、安装、布线。
（5）对安装好的线路进行有无漏接、错接、短路、断路之处，导线接点是否符合要求，压接是否牢固等检测。
（6）检测线路正确后，合上开关，测试电路。
二、课堂小结——注意事项
（1）单相交流电度表的种类不同，接线方法略有不同，所以接线前要认真看懂电能表接线盒或说明书中的接线图形，接线方法要正确。
（2）安装后要先断电检测线路正确后再通电测试。
三、课后作业
1．撰写照明电路配电板安装实验报告。
2．单相电能表有哪些种类，它们的接线方式有何不同，试查阅相关资料，同学间相互交流。
【板书设计】
【教学后记】
电工电子技术与技能教案（3-5）
【课题编号】
15-03-05
【课题名称】
三相正弦交流电源
【教学目标】
应知：
1．了解三相交流电的产生，掌握三相对称交流电动势的特点、表示方法；
2．掌握三相供电方式。
应会：
表示三相对称电动势，认识三相供电方式。
【教学重点】
三相对称交流电的表示法，三相供电方式
【难点分析】
三相对称交流电的产生
【学情分析】
三相交流电的产生比较抽象，选用形象直观的多媒体演示，加强学生的理解。降低三相供电方式的理论计算的成分，增加联系实际讲解应用及注意事项的比重，将枯燥理论转化为应用实践。
【教学方法】
实验法、讲练法、演示法
【教具资源】
三相交流发电机模型、多媒体课件
【课时安排】
3学时（135分钟）
【教学过程】
一、导入新课
由电力的生产、输送和分配几乎全部采用三相制，日常照明用的单相交流电也是三相交流电中的一相的实例，导入本节内容，让学生明确学习三相交流电路的基础知识，不仅是学习专业技术课的需要，而且具有现实意义，激发学生学习兴趣。
二、讲授新课
教学环节1：三相交流电源
（一）三相交流电的特点
教师活动：结合三相交流电的特点提出问题，指导学生看书。
学生活动：结合教师提出的问题，看书了解三相交流电的特点。
（二）三相正弦交流电的产生
【多媒体演示】三相交流发电机结构及工作原理
教师活动：配合多媒体动画演示三相交流电的产生过程，引导学生根据三相对称电动势的特点写出三角函数式、作出矢量图。
学生活动：了解三相交流电的产生过程，把握三相对称电动势的特点，写出三角函数式、作出矢量图。
教学环节2：三相供电方式
（一）三相四线制供电（Y形）：
教师活动：给出三相四线制电路图，在介绍联接方式的过程中介绍中性点、中性线、相线、相电压、线电压等基本概念。
学生活动：根据三相四线制电路图把握三相四线制供电的特点：
（1） 有两组供电电压，即相电压和线电压；
（2）三个相电压和三个线电压均为对称电压；
（3） 线电压的大小等于相电压的倍，记为= ；
（4）各线电压在相位上比对应的相电压超前30 。
（二）三相三线制供电方式（Δ形）：
教师活动：
（1）给出三相电源绕组△形联结的接线图，讲解正确的连接方法。
（2）提出问题：若把其中的某一相接反，会怎样？
学生活动：
（1）在教师指导下，分析△形联结的特点。
（2）分析一相接反时的问题：则此时三个电动势的代数和不为零，在三相绕组中便会产生很大环流，将可能导致发电机烧毁。
三、课堂小结
（一）三相对称电动势特点
（二）Y形联结的特点：
（1）有两组供电电压，即相电压和线电压，三个相电压和三个线电压均为对称电压；
（2）线电压的大小等于相电压的倍，记为：=；
（3）各线电压在相位上比对应的相电压超前30 。
（三）△形联结的特点：
（1）只能提供一种电压，即=；
（2）接线正确时，回路中不会产生环流。
四、课堂练习
五、课后作业
“学习指导与练习”
【板书设计】
【教学后记】
电工电子技术与技能教案（3-6）
【课题编号】
01-03-06
【课题名称】
*三相负载的联结
【教学目标】
应知：
1．了解三相负载星形、三角形联结方式下线电压和相电压的关系及线电流、相电流和中性线电流的关系。
2．掌握三相电功率的概念。
3．理解中性线的作用。
应会：会将三相负载联结知识应用于实际生活中的房间照明灯电路的设计与布线。
【教学重点】
星形、三角形联结方式下线电压和相电压的关系及线电流、相电流和中性线电流的关系。
【难点分析】
对星形、三角形联结电路中各参量的分析。
【学情分析】
在对称三相电路中，由于电压、电流均对称，所以可归结为一相进行计算，对学生来说容易掌握，利用多媒体演示增强学生对抽象知识的理解。对于不对称负载，要求学生认识到中性线的作用即可，不要求复杂的计算。
【教学方法】
演示法、讲解法
【教具资源】
多媒体课件
【课时安排】
3学时（135分钟）
【教学过程】
一、导入新课
联系生产实际，引入三相负载的概念以及三相对称负载的含义。根据三相电源绕组的两种连接方式，引入三相负载也有Y形和△形两种连接方式。
二、讲授新课
【多媒体演示】三相负载的联结
教学环节1：三相负载的Y形联结
（一）对称负载Y形联结电路特点
教师活动：展示三相照明系统原理图，提出问题，引导学生分析三相负载的Y形联结，引出相电流、线电流、中性线电流的概念。
学生活动：根据多媒体课件，结合教师提出的问题，思考讨论：
（1）各相负载的电压与电源相电压是什么关系？与电源线电压是什么关系？
（2）相电流与线电流是什么关系？
（3）中性线电流与各相电流是什么关系？若负载对称中性线电流为多少？
教师活动：总结
（1）UL=UP；
（2） =；
（3）对称负载，中性线电流为零，所以中性线可省。
（二）三相不对称负载
教师活动：
（1）举例：生活中的照明电路灯不能同时开，引出三相不对称负载，引导学生分析三相不对称电路。
（2）通过中性线的作用演示板演示中性线的作用。
学生活动：
（1）掌握三相不对称电路的分析思路。
（2）掌握中线性的作用：中性线的作用就在于使星形联结的三相不对称负载能够获得对称的电源相电压，保证负载正常工作。所以，在三相四线制供电系统中，规定中性线上不允许安装开关和熔断器，而且中性线常用钢芯导线来加强其机械强度，以免断开。在连接三相负载时，应尽量使其平衡，以减小中性线电流。
教学环节2：三相负载的△形联结
教师活动：多媒体演示三相负载△形联结，提出问题，引导学分析三相负载△形联结电路特点。
学生活动：根据多媒体课件，结合教师提出的问题，思考讨论：
（1）各相负载的电压与电源线电压是什么关系？
（2）相电流与线电流有何关系？
教师活动：总结
（1）
（2）=
（3）在实际应用中，三相负载究竟采用何种连接方式，要根据每相负载的额定电压与电源电压而定，务必使每相负载承受的电压为额定电压。
教师活动：给出例题，根据实际需求选择三相负载联结方式。
学生活动：根据所学三相负载联结方式特点，解题，将理论应用于指导实践。
教学环节3：三相电功率
教师活动：给出三相电功率计算公式。
学生活动：理解三相功率计算公式，巩固练习。
三、课堂小结
（一）三相负载Y形联结时，归纳总结出以下关系式：
1．UL=UP
2．若负载对称则：； IN=0
（二）三相负载△形联结时，归纳总结出以下关系式：
1． UP = UL
2．若负载对称：
（三）三相电功率
P= ；Q=；S=
四、课堂练习
五、课后作业
【板书设计】
【教学后记】
电工电子技术与技能教案（3-7）
【课题编号】
03-08-07
【课题名称】
三相负载电路的连接与测量
【教学目标】
应知：
1．三相负载的连接方式；
2．三相星形负载电路线电压和相电压、线电流与相电流之间的关系。
应会：正确规范三相负载星形连接，会测量电路线电压、相电压、线电流、相电流。
【教学重点】
正确规范进行三相负载星形联结。
【难点分析】
正确规范安装照明电路配电板并能排除简单故障。
【学情分析】
在学习三相负载连接方式的基础上，利用“做中学”让学生在动手操作中学会三相负载星形联结与测量，将理论应用于实践，提高学生的操作技能。
【教学方法】
实训
【教具资源】
线电压为380V的三相交流电源；三相负载箱（包括9只“220V，25W”的白炽灯及开关）1组；交流电流表（0～1A）1块；交流电压表（0～300V或万用表）1块；三相电流插座板1块；测电流插头1只；刀开关1只；导线若干。
【课时安排】
2学时（90分钟）
【教学过程】
一、操作部分
教师活动：指导学生完成三相负载的连接与测试。
学生活动：在教师指导下，
（1）核对器材，检测器件好坏。
（2）按图所示，将三相负载作星形联结，经老师检查无误后方可接通电源。
三相负载星形联结实验线路
（3）合上电源开关S1和中性线开关S2，观察灯光亮度是否正常。
（4）用交流电流表在各电流插孔处，测量三相负载对称时（每相均开三盏灯）的线电流和中性线电流，填于表中。
（5）用交流电压表（或万用表的交流电压档）分别测量线电压UUV、UVW、UWU和每相负载电压UU、UV、UW，并将测量结果填入表中。
（6）断开中性线开关S2，每相仍开3盏灯，观察白炽灯亮度有无变化？重复步骤3、4，并将测量结果填入表中。
表 三相负载星形联结测量数据
测量 数据 实验 内容 线 电 压 相 电 压 线电流 中性线电流
UUV UVW UWU UU UV UW IU IV IW IN
负载对称 有中线
无中线
负载不对称 有中线
无中线
（7）重新闭合中性线开关S2，并且改变各相负载，使U相为一盏灯，V相为两盏灯，W相为三盏灯，观察白炽灯亮度有无变化？并测线电压、相电压、线电流和中线电流，将数据填入表中。
（8）再次断开中性线开关S2，观察灯泡亮度有无变化？再测线电压、相电压、线电流和中性线电流，将数据填入表中。
二、课堂小结——注意事项
（1）完成电路连接后，必须经老师检查无误后方可接通电路。
（2）严格实验数据，正确验证结果。
三、课后作业
1．撰写三相负载连接与测量实验报告。
2．思考题：如果让你联结一个房间的三相照明电路，有6个负载，你会怎样分配到三相电源上？
【板书设计】
【教学后记】

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