RLC串聯(lián)電路教案

1、RLC串聯(lián)交流電路教案一、教學(xué)目的1、理解并掌握RLC串聯(lián)交流電路中電壓與電流的數(shù)值、相位關(guān)系2、理解電壓三角形和阻抗三角形的組成3、熟練運(yùn)用相量圖計(jì)算RLC串聯(lián)電路中的電流和電壓二、教學(xué)重點(diǎn)1、掌握RLC串聯(lián)電路的相量圖2、理解并掌握RLC串聯(lián)電路端電壓與電流的大小關(guān)系三、教學(xué)難點(diǎn)1、RLC串聯(lián)電路電壓與電流的大小和相位關(guān)系四、教學(xué)課時(shí)五、教學(xué)過(guò)程（一）復(fù)習(xí)舊課，引入新課：1、復(fù)習(xí)單一參數(shù)交流電路電路名稱純電阻交流電路純電感交流電路純電容交流電路電流與電壓的關(guān)系運(yùn)手相同相同相同相位/0-1 ji37N / 數(shù)量aUi - I =RR巧樂(lè)天量關(guān)系U =1RU = jXju=-jxci2、引出問(wèn)

2、題正弦交流電路一定是單一參數(shù)特性嗎?分析：1、實(shí)際電路往往由多種元件構(gòu)成，不同元件性質(zhì)不同。例如，熒光燈電路 2、交流電路中的實(shí)際元件往往有多重性質(zhì)，如電感線圈存在一定的電阻， 匝與匝之間還有電容效應(yīng)因此，單一參數(shù)交流電路知識(shí)一種理想情況，具有多元件、多參數(shù)的 電路模型更接近于實(shí)際應(yīng)用的電路。3、新的學(xué)習(xí)任務(wù)研究多元件、多參數(shù)的交流電路(二)新課講授圖1 RLC串聯(lián)交流電路1、電壓與電流的關(guān)系.以電流作為參考，設(shè)表達(dá)式為i-I smdrf則副uR = "Rsin 創(chuàng)uL = ImXL sin(ffiT+90°)為二人兒疝仇為")由基爾霍夫第二定律可知，u =uR

3、, uL , uCu =ImRsin t 1mXLsin( t 90) 1mxe sin( t -90)同頻率正弦量的和仍為同頻率的正弦量，因此電路總電壓u也是頻率為的正弦量。正弦量可以用矢量表示，則(1)式為：U =Ur Ul Uc由單一元件交流電路中電壓電流的矢量關(guān)系：UR = JR U = U + U j + UrA.收jLL =KIjXLI-jXcIUc=-jXjJ (r復(fù)阻抗zU - R j(XL -Xc) I =(R jX)I = IZ這是RLC串聯(lián)電路中總電壓和總電流的關(guān)系， 形式和歐姆定律類(lèi)似，所以 也稱 相量形式的歐姆定律。RLC串聯(lián)電路中總電壓和總電流的數(shù)值關(guān)系：U = ,

4、UR (Ul -Uc)2=I R2 (Xl -Xc)2=I ZRLC串聯(lián)電路中電壓電流的相位關(guān)系二 arctan U-UC 二 arctanXXCUrR心IV% / 力'認(rèn)山 歸：Y ；/如" £rLur制(c)上述分析過(guò)程，我們用矢量表示正弦量，根據(jù)復(fù)數(shù)運(yùn)算的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行分析得出了結(jié) 論。由于相量圖可以更直觀地描述正弦交流電中的數(shù)僖和相位關(guān)系，我們來(lái)嘗試畫(huà)用？ =Xc圖2 RLC串聯(lián)電路的相量圖u = .uR (Ul -Uc)2-I . R2 (Xl -Xc)2二 arctan U-UCUr電壓三角形各條邊同除以電流有效值I, 可得到一個(gè)阻抗三角形：XL-_3cZ

5、 = I . R2 (Xl -XC)2 = I . R2 X2= arctanXL -XCR2、RLC串聯(lián)電路的性質(zhì)a、Xl>Xc,則Ul>Uc，電壓比電流超前 路。b、Xl<Xc,則Ul<Uc，電壓比電流滯后c、Xl=Xc,則Ul=Uc，電壓和電流同相,，電路呈電感性，稱電感性電，電路呈電容性，稱電容性電電路呈電阻性，稱電阻性電路。3、課堂練習(xí)例1 在圖1所示RLC串聯(lián)電路中，已知u =220j2sin(314t+601V ,R=30C, L =127mH,C =40懺。求：(1)電路中的總電流i(2)各元件兩端的電壓uR、uL、uC解：(1)U = 220K, g&

6、gt; 314rael /= 60°,R = 30d L = 127mZ1,C = 40闡則 = = 314x0.1270 = 400Xr=-Q = SOQ° fflC 314x40x10Z = /?十 j(/一/)二 30十；40(n)團(tuán)-50 Q,伊-53 .1由公式U = iz可得，上 網(wǎng).4/2= 1131 團(tuán) 50故可得 i 4.4<2 siu(314/ +113. Vl)A(2)因?yàn)?? 二 132匕UL=lXL=76VtUc = IXc =352，故,二132 1 sin(314/ + 113.1o)K%二 176亞疝i(3141 I 113.1° r90u)二 176V2sm(314/-156.9°)Kuc =352V2sin(314/+113.10-90°)= 352V2sm(314/ + 23.1°)K4、課堂小結(jié)到現(xiàn)在為止，我們通過(guò)層層的分析，探索出了 RLC交流電路分析計(jì)算方法， 明確了 RLC串聯(lián)電路中總電壓、總電流之間的關(guān)系，會(huì)通過(guò)電抗來(lái)判斷電路的 性質(zhì)。在這個(gè)過(guò)程中， 我們靈活運(yùn)用了正弦交流電的三種表示方法瞬時(shí)值表達(dá)式、矢量、相量圖，揚(yáng)長(zhǎng)避短，避免復(fù)雜的計(jì)算，能較直觀地得出結(jié)論。這啟發(fā)我們，在進(jìn)行研究和學(xué)習(xí)的時(shí)候，要注意根據(jù)研究對(duì)象的特點(diǎn)，