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4 3.1.1交流电的用途1.变化的电量可用交流电或正弦交流电来描述。处理这些电信号的就是模拟电子电路。2.交流电磁感应现象是现代工业的基础现代很多应用技术就是建立在正弦交流电磁感应基础之上的：①动力电网的发电、输电、配电。②通讯技术应用。③信息技术。3.1概述 3.1.2正弦交流电的产生低压信号用正弦交流电是用讯号发生器产生的；工业用正弦电是用发电机产生的。1.正弦交流电定义2.符号使用的规定3.发电原理3.1概述 1.正弦交流电是现在工程上广泛应用的一种电量形式。它的变化、计算等符合正弦函数的运算规律。2.正弦交流电的基本物理量是我们学习交流电的基础，大家要理解掌握。小结 课题93.3交流电的相量表示及同频率正弦量的加减运算 3.3.1正弦量的表示方法3.3交流电的相量表示及同频率正弦量的加减运算i=Imsinωt，u=Umsinωt，e=Emsinωt 3.3.2相量法3.3交流电的相量表示及同频率正弦量的加减运算复数A由实部和虚部两部分组成的。其代数表达式为A=a+jb（1）复数的加减运算（2）复数的乘除运算（3）正弦交流电的相量表示法 3.3交流电的相量表示及同频率正弦量的加减运算结论（1）我们用复数表示正弦量，就是借助于复数的运算方法对正弦量进行计算处理，运算结果取复数的虚部，还原为正弦量。（2）几个同频率正弦量用复数表示后，就可以按复数规律对他们进行代数四则运算。（3）因为正弦量是时间的函数，为了区别于空间量矢量，用复数表示正弦量时称为相量（不称矢量），其方法称为相量法。 z1=a+bi，z2=c+di(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i设z1=a+bi，z2=c+di(a、b、c、d∈R)是任意两个复数，那么它们的积(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(bc+ad)i(a+bi)÷(c+di)=x+yi分母实数化∵(x+yi)(c+di)=(cx－dy)+(dx+cy)i∴(cx－dy)+(dx+cy)i=a+bi由复数相等定义可知cx-dy=adx+cy=b 相量法是工程上分析交流电的一种基本方法，相量法既可以表示正弦量的大小、方向，又可以进行正弦量的计算。是正弦交流电的一种通用分析方法。小结 课题103.4电阻、电感、电容在交流电路中的特性 （1）电阻中电流与电压同相位，即它们的初相角相等（2）电流和电压的瞬时值、最大值、有效值都服从欧姆定律3.4.1纯电阻电路1．电流与电压之间的关系3.4电阻、电感、电容在交流电路中的特性 2．电阻电路消耗的功率当交流电用有效值表示，直流电路的基本概念、计算公式均可用于交流电阻电路的分析例已知电阻两端电压的有效值U=220V，电阻R=100Ω，求I和P。解：AW3.4电阻、电感、电容在交流电路中的特性 3.4.1纯电感电路电感定义：储能器件，通过电流的变化和电路交换能量，本身并不耗能电感元件：在交流电路中，许多电器设备或器件是由线圈绕制而成的，线圈中既存在电感，又存在导体电阻和电容。当电阻、电容与电感相比较可以忽略不计时，即可把线圈用理想电路模型——电感元件来表示电感元件简称电感，由电感元件组成的电路称为纯电感电路3.4电阻、电感、电容在交流电路中的特性 1．纯电感电路中电压与电流的关系3.4电阻、电感、电容在交流电路中的特性（a）电感电路（b）相量图 2．电感元件的功率为了表示电感与电源之间能量交换的大小，引入了无功功率的概念。电感电路中瞬时功率的最大值称为无功功率3.4电阻、电感、电容在交流电路中的特性 1.电阻因为是一个耗能器件，在不同电路中的应用方法相同。2.电感因为是储能、动态元件，一些特性是在电流变化的过程中体现出来的。例如感抗和电流的频率成正比，只有电流动才产生感抗；因为是储能器件，电流和电压不同相位（同相位就成了耗能器件）。我们要对电感的特性进行深刻理解，才能在工程上合理应用。小结 课题113.4.3电容在交流电路中的特性3.5RL串联电路 3.4.3纯电容电路3.4电阻、电感、电容在交流电路中的特性1．电压电流关系上式称为电容元件电压与电流的相量欧姆表达式。该式反映了电容元件电压与电流的有效值及相位关系。（a）电容元件（b）相量图 3.4电阻、电感、电容在交流电路中的特性2．电容中的瞬时功率瞬时功率的最大值，无功功率的表达式为 3.5.1分析RL串联电路的工程意义电感线圈可用RL串联电路来等效。变压器、电抗器、电动机、继电器等一切用线圈绕制的电器设备，其线圈的电阻可用电阻元件来等效；其电感用电感元件来等效，即一个实际的电感线圈就等效为一个电阻与电感的串联电路。因此，分析RL串联电路有着很实际的应用意义3.5RL串联电路 3.5.2RL串联电路分析分析1．电压之间的关系3.5RL串联电路 2．电阻、感抗与阻抗之间的关系阻抗虽不是相量，但电阻、感抗和阻抗三者遵从相量和的关系，而不是代数和的关系。由于XL是频率f的函数，所以也是频率的函数，f增大，增大，f减小，减小。3.5RL串联电路 3．RL串联电路的功率3.5RL串联电路 4.功率因数及应用3.5RL串联电路 1.电容也是一个储能器件，只和电路交换能量。因电容器的两个极板绝缘，漏电流很小，自身损耗很小，所以电容器件可以看作理想元件。因为是储能器件，电流超前电压90°。2.RL串联电路是将两个性质不同的元件串联，因为电感电压和电流有着90°的相位差（直角），就出现了电压、阻抗、功率的三角形关系，出现了功率因数的概念，这都是交流电路出现的新概念，是应用的基础，要做深刻理解。小结 课题123.6RLC串联电路及谐振 3.6.1RLC串联电路3.6RLC串联电路及谐振（a）RLC串联电路电（b）电压矢量图 3.6RLC串联电路及谐振1．电流与电压的关系RLC串联电路总电压的有效值与分电压的有效值遵从直角三角形关系，而不是代数和的关系。 3.6RLC串联电路及谐振2．阻抗之间的关系RLC串联电路的一般电压表达式为 3.6RLC串联电路及谐振3．电路的三种性质 3.6RLC串联电路及谐振4．电路的功率关系（1）有功功率在RLC串联电路中，只有电阻消耗能量，所以电路的有功功率就是电阻上消耗的功率（2）无功功率在RLC串联电路中，电感和电容都与电源进行着能量的交换，所以都有无功功率。（3）视在功率是电源供给的总功率，它与有功功率和无功功率是直角三角形关系，而不是代数和的关系 3.6.2R、L、C串联谐振电路1．串联谐振电路的条件3.6RLC串联电路及谐振 3.6RLC串联电路及谐振2．串联谐振电路的特点 1.RLC串联电路也是工程上一种常用电路形式，当需要改变电感中电流和电压的相位差，可采用在电感电路中串联电容的方法。2.RLC串联谐振的概念有着广泛的应用，谐振电路广泛应用于信号发生器、广播、通讯等电路中。小结 课题133.7电感与电容器并联及其谐振 3.7.1LC并联电路的工程应用在交流电路中工作的电器，很多都属于感性负载。当将电容器与感性负载并联时，由于电容中的电流超前电压90o电角度，正好补偿电感中电流落后电压的电角度，可减小总电压与总电流的相角差，即可提高电路的功率因数；LC并联，当其谐振时，同样可进行选频和滤波。因此，研究电感与电容并联电路在工程上亦有着重要的实际意义。3.7电感与电容器并联及其谐振 3.7.2LC并联电路1．电压与电流的关系3.7电感与电容器并联及其谐振电感性负载与电容并联电路几点结论（1）电感性负载两端并联电容后，可使总电流减小。（2）电感性负载两端并联电容后，使总电流与电压之间的相位差φ小于感性负载上的电流与电压之间的相位差φ1，提高了总电路的功率因数。（3）当并联电容器的电容量较大时，IC电流大于I1V，则总电流要超前电压U一个φ角，这时电路就变成了容性。（4）当并联电容中的电流与电感中的电流的垂直分量大小相等时，则总电流与电压同相位。 3.7.3LC并联谐振电路LC并联谐振电路多用于电子技术中作为选频电路，它是将一个电感线圈和一个电容器并联如果忽略电阻R的影响，电路的谐振条件仍为电感的感抗等于电容的容抗谐振频率为3.7电感与电容器并联及其谐振(a)电路图(b)相量图 谐振电路具有以下特征：1．谐振时总电流与总电压同相位，电路呈电阻性，阻抗最大，电流最小2．电感中电流几乎与电容中电流大小相等、相位相反3．电感或电容中的电流比总电流大很多倍3.7电感与电容器并联及其谐振 1.电感支路中并联电容提高功率因数的特点，广泛应用于动力电网。2.LC并联谐振与LC串联谐振有着相同的应用范围，不过在应用过程中是应用各自的特性（如串联阻抗最小，并联阻抗最大）。小结 课题143.8三相交流电的产生及三相电源的连接3.9三相负载的星型连接 3.8.1电力系统为什么采用三相制供电3.8三相交流电的产生及三相电源的连接 3.8.2三相交流电的产生3.8三相交流电的产生及三相电源的连接1.三相交流发电机三相交流电是由三相交流发电机产生的，三相发电机示意图如图所示，主要是由定子和转子两大部分组成。发电机的转子铁心上装有励磁绕组，当励磁绕组中通以直流电时，在转子中产生磁场。转子的表面形状比较特殊，它使磁感应强度沿着转子表面按正弦规律分布。当转子在原动机的驱动下作匀速转动时，定子绕组由于切割磁力线便产生一组频率相同、幅值相等，相位上互差120o电角度的正弦电压。 3.8三相交流电的产生及三相电源的连接2.三相交流电压与相序（1）三相电压当发电机的转子逆时针旋转时，若以U相电压为参考正弦量，则可写出3个电压的瞬时表达式为：uU=uV=uW=三相正弦交流电压的波形图和相量图（a）波形图（b）矢量图 3.8三相交流电的产生及三相电源的连接2.三相交流电压与相序（2）相序取一相为参考，把3个电压到达正的最大值的先后次序称为“相序”。习惯上选U相为参考，V相落后U相120o，W相又落后V相120o，相序为U→V→W，称为正相序；如将V、W的位置对调，相序为U→W→V，则称为逆相序。在电路分析中，一般都是按正相序来分析。 3.8.3三相电源的星形（Y）连接与线相电压3.8三相交流电的产生及三相电源的连接1.三相电源的星形连接三相电源因为有3相绕组、6个端点，6个端点的连接方法不同，效果不同。（1）三个绕组互不相连（2）三个绕组星型联接 3.8三相交流电的产生及三相电源的连接2．线电压和相电压根据基尔霍夫电压定律，沿着三个自然回路（自然网孔）列出三个独立方程：uUV=uU－uVuVW=uv－uWuWU=uW－uU将电压的瞬时值用相量表示，表达式为相量图 3.9.1三相负载的星形（Y）连接3.9三相负载的连接电动机属于对称负载，三个绕组阻抗、性质相同；家用电器使用电压220V，分散在三个相线上，属于不对称负载。 3.9三相负载的连接1．三相不对称负载的星形连接2．三相对称负载的星形连接 三相交流电是动力电，是电能的主要供电方式。电压等级的划分为：低于1000V的三相交流电称低压三相交流，高于1000V、低于10kV称中压交流电，高于10kV称高压交流电。我国用的低压三相交流电是线电压380V，相电压220V，频率50Hz。在矿山上因输电线较长，低压交流电用线电压660V。不同国家，电压、频率均不同。这给电器设备的出口、进口带来了不便。小结 课题153.9.2三相对称负载的三角形（D）连接3.10工程应用3.11知识应用 3.9.2三相负载的三角型连接（D）ULILcosφP三相对称负载不论作星形连接还是三角形连接，均可用公式此来计算电路的总功率。3.9三相负载的连接(a)三角形连接图(b)电路图 3.9三相负载的连接综述1.三相负载是连接成星形还是三角形，是由负载的额定电压和电源的线电压决定的。如果负载的额定电压等于电源的线电压，应接成三角形；如果负载的额定电压等于电源的相电压，应接成星形。2.我国工作在线电压为380V上的电动机，4kW以下采用星形连接，4kW以上采用三角形连接。 3.10.1电力系统的组成3.10安全用电常识 3.10.2安全用电1.触电人体因接触带电体而引起死亡或局部受伤的现象称为触电。按人体受伤害的程度不同，触电可分为电伤和电击两种。3.10安全用电常识(a)双线触电(b)单线触电(c)中性线不接地触电 3.10安全用电常识2.保护接地和保护接零（1）保护接地把电气设备的金属外壳用电阻很小的导线与埋入大地的金属导体连接起来，这种方式称为保护接地，埋入地下的金属导体称为接地体。埋入地下的钢管、建筑物的钢结构和钢筋等，均可作为接地体。接地体的接地电阻越小越好，其值不得超过10Ω。(a)外壳接地(b)外壳不接地 3.10安全用电常识2.保护接地和保护接零（2）保护接零把电气设备的金属外壳用电阻很小的导线与电源的中性线可靠地连接起来，称为保护接零。适用于1000V以下的中性点良好接地的三相四线制中。 3.10安全用电常识3.安全用电常识为了保证人身及设备的安全，国家颁布了一系列规定和规程，工作人员应认真遵守。为了避免发生触电事故，在工作中要特别注意以下几点：1．工作前必须检查工具和防护用具是否完好；2．任何电气设备未经证明无电时，一律视为有电，不准用手触及；3．更换熔丝时应先切断电源，切勿带电操作；如确实有必要带电操作，则应采取安全措施，如，站在橡胶板上或穿绝缘靴、带绝缘手套等。操作时应有专人在场进行监护，以防发生事故。熔丝的更换不得擅自加粗，更不能用铜线代替；4．数人进行电工作业时，要有相应的呼答措施，即在接通电源前告知他人，并在确定对方已经知道的情况下才能送电；5．遇有人触电时，应立即切断电源；对低压电路，如附近无开关，则应尽快的用干燥的木棍、竹竿等绝缘棒打断导线，或用绝缘棒把触电者拨开，切勿亲自用手去接触触电者；6．电气设备发生火灾时，应先切断电源，并使用1211灭火器或二氧化碳灭火器灭火，严禁用水或泡沫灭火器。 3.11.1强电应用3.11知识应用 3.11.1弱电应用3.11知识应用 1.三相负载的星形连接还是三角形连接，必须负载和电源的额定值相等，电器设备用在什么电源上，在设备的铭牌上都明确标出，使用时严格遵守，否则会造成电器损坏。2.正弦交流电即可以传递电能，又可以传递信息。在传递电能或信息的过程中，就是通过了三种理想器件——电阻、电感、电容。无论什么结构的电器，如果对电器进行电路分析，最后都可归结为由上述三个器件组成的等效电路。有了等效电路，就可以用理想器件的电路原理进行分析。小结 普通高中课程实施现状调查与新课程的实验与推进策略 普通高中课程实施现状调查 学生终身发展最重要的基本素质校长和教师认为社会责任感和道德、身心健康以及创新精神是学生终身发展最重要的基本素质。 校长、教师认为在学生身上实际体现得较好的课程目标 学生认为学校教育实际关注的目标有69.8%学生认为学校教育实际关注的是基础知识和基本技能。 学生对学科课程的具体感受最喜欢的外语、数学、体育、信息技术最不喜欢的政治、物理、数学、外语压力很大的数学、物理、外语、化学实用性最差的政治、历史、美术、数学内容偏多的数学、物理、政治、历史内容太难的物理、数学、化学、外语 对高中课程内容容量的看法78.2%的校长认为课程内容的量偏多，66.2%的校长认为课程难度过大;37.1%的教师认为课程内容偏多，36.7%的教师认为高中课程内容难度过大。对高中课程内容难度的看法 学生最喜欢的课堂教学方式86.7%的学生表示喜欢有较多的动手操作或亲身实践、讨论交流或自学等课堂教学方式，12%的学生喜欢以老师讲授为主的方式。引发较多的讨论交流其他有较多的动手操作或亲身实践大量的书面练习自学老师讲授为主 关于学生作业的调查学生的作业以练习记忆为主，实践性、探索性的作业占的比例极少。 公众对学生作息时间的反馈被调查者的子女每天睡眠时间在7小时以下的占67.7%，在6小时以下的占22.2%；被调查者的子女每天自由支配时间在0.5小时以下的占41.6%，没有的占19.4%。 学生及社会公众对考试成绩的看法85.4%的学生及78%的社会公众明确表示考试成绩不能全面反映学生的发展状况。 新课程的实验与推进策略 教育部拟于2004年在部分省市开展普通高中新课程实验；由于高中课程改革与高校招生关系密切，现行的高校招生名额是以省为单位统筹协调的。根据部分省市教育厅局长的建议，由省级教育行政部门提出本省高中新课程的实验推进方案，报教育部核准后组织实施。 今年年初将颁布高中新课程方案和各学科课程标准（实验稿）；2003年教育部将组织编写高中教材；2003年—2004年暑期，在首批实验区域省级教育部门共同开展新课程研修活动，筹备实验工作；2004年9月正式开始实验。