模块三 正弦交流电路
３. 角频率 正弦交流电每秒内变化的电角度称为角频率，用符号 ω 表示。角频率与周期、频率的关系为
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二、 正弦交流电的瞬时值、最大值、有效值和平均值
１. 瞬时值 正弦交流电在某一时刻的数值称为瞬时值。 ２. 最大值 正弦交流电在一个周期所能达到的最大瞬时值称为正弦 交流电的最大值。
表示任意时刻线圈
平面与中性面所成的角度，这个角度称为相位角，也称相位
或相角。式中 φ0 为正弦量在 t ＝ 0 时的相位，称为初相位， 也称初相角或初相。
相位的正负 ａ) 初相为正 ｂ) 初相为负
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２. 相位差 两个同频率交流电的相位之差称为相位差。
正弦交流电的相位关系 ａ) e1超前e2 ｂ) e1与e2同相 ｃ) e1与e2反相 ｄ) e1与e2正交
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四、 正弦交流电的三种表示方法
１. 波形表示法 ２. 解析式表示法 ３. 相量图表示法 为了与一般的空间矢量相区别，把表示正弦交流电的这 一矢量称为相量。
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任务 ２ 仿真观测正弦交流电的波形和参数 学习目标
(１) 熟悉 EWB 仿真软件中万用表和示波器的基本操作。 (２) 能够用 EWB 观察正弦交流电波形并测量其相关参 数。
二、 电路的功率
１. 瞬时功率 纯电感线圈的瞬时功率为
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２. 平均功率 当纯电感线圈接通交流电源后，时而 “吞进” 功率，时 而 “吐出” 功率，在一个周期内的平均功率为零，即 PL ＝ 0，这表明电感线圈不是耗能元件，而是储能元件。 ３. 无功功率 用瞬时功率的最大值来反映这种能量交换的规模，并把
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２. 数量关系 通常把电感对交流电的阻碍作用称为感抗，用 XL 表示， 其单位也是欧姆 (Ω) 。 感抗的计算式为
在纯电感电路中，电流与电压成正比，与感抗成反比， 即
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电感器在电路中的主要作用是通直流、阻交流。
线圈的感抗随频率变化的关系曲线
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正弦交流电的产生
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知识延伸 一、 正弦交流电的周期、频率和角频率
正弦交流电波形
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１. 周期 交流电每重复变化一次所需的时间称为周期，用符号 T 表 示，单位是 s。 ２. 频率 交流电在 1s 内重复变化的次数称为频率，用符号 f 表示， 单位是赫兹，简称赫，用符号 Hz 表示。
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２. 有功功率 由于瞬时功率时刻都在变动、不便计算，因而通常都是 计算一个周期内消耗功率的平均值，即平均功率。平均功率 又称有功功率，用 P 表示，单位是瓦 (W)。 即
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任务 ２ 探究纯电感电路 学习目标
(１) 能够通过仿真实验，观测纯电感正弦交流电路中 电流、电压的相位和数量关系。 (２) 熟练掌握纯电感正弦交流电路中电流、电压的相 位关系和数量关系。 (３) 熟练掌握纯电感正弦交流电路中的功率。 (４) 了解电感器在交流电路中的作用。
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工作任务
本任务的内容是在熟悉 EWB 仿真软件中万用表 和示波器基本操作的基础上，观察正弦交流电波形并 测量其相关参数。
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相关知识 一、 交流电源
电源库
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二、 虚拟仪器
仪器库
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课题二 电阻、电感和电容的纯电路
任务 １ 探究纯电阻电路 学习目标
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课题一 课题二 课题三 课题四 课题五 课题六
正弦交流电的基本知识 电阻、电感和电容的纯电路 RIC 串联电路和谐振电路 三相交流电路 提高功率因数的意义和方法 周期性非正弦交流电
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课题一 正弦交流电的基本知识
任务 １ 认识正弦交流电 学习目标
(１) 了解正弦交流电的产生。 (２) 能用示波器观察正弦交流电波形，能用万用表测 量正弦交流电压值。 (３) 熟练掌握正弦交流电的三要素及其含义。
(１) 能够通过仿真实验，观测纯电阻正弦交流电路中 电流、电压的相位和数量关系。 (２) 熟练掌握纯电阻正弦交流电路中电流、电压的相 位关系和数量关系。 (３) 熟练掌握纯电阻正弦交流电路中的功率。
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工作任务
本任务的内容是用 EWB 进行仿真实验，观察交 流纯电阻电路中电压、电流的波形和相位关系，进一 步分析电压、电流间的数量关系。
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３. 有效值 使交流电和直流电加在同样阻值的电阻上，如果在相同 的时间内产生的热量相等，就把这一直流电的大小叫做相应 交流电的有效值。 ４. 平均值 所谓平均值，是指正弦交流电在半个周期内所有瞬时值 的平均值。
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三、 正弦交流电的相位与相位差
１. 相位 在式
模块的内容是用 EWB 进行仿真实验，观察交 流纯电感电路中电压和电流的波形及其相位关系，进 一步分析电压、电流间数量关系。
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知识延伸
一、 电流与电压的关系
１. 相位关系 在正弦交流电压作用下，电感中通过的电流也是一个同频 率的正弦电流，且纯电感线圈两端的电压超前电流 90°，这 就是电流和电压的相位关系。 设流过电感的正弦电流的初相为 0°，则电流、电压的瞬 时值表达式为
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工作任务
本任务的内容是在教师的指导下，通过示波器观 测交流电的波形，测量交流电压。
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相关知识 一、 什么是交流电
直流电和交流电波形 ａ) 稳恒直流电 ｂ) 家庭使用的正弦交流电
ｃ) 锯齿波交流电 ｄ) 方波交流电
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二、 交流电的产生
交流发电机 ａ) 示意图 ｂ) 原理图
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知识延伸
一、 电流与电压的关系
１. 相位关系 设加在电阻两端的正弦电压 uR 的初相为零，即
uR ＝ URm sinωt 根据欧姆定律，通过电阻的电流瞬时值为
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２. 数量关系 由上式可知，通过电阻电流的最大值为
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二、 电路的功率
１. 瞬时功率 在任一瞬间，电阻中的电流瞬时值与同一瞬间电阻两端 电压瞬时值的乘积，称为电阻获取的瞬时功率，用 PR 来表 示，即