中职《电工技术基础与技能》（机工版·2016）同步教学教案：4.3 串联电路

教 学 对 象 、内 容 授课 班级 授课 日期 计划 学时 周 次 课 次 课题名称 2 4.3 串联电路 教 学 目 的 知识目标 技能目标 素养目标 1.理解 RL、RC、RLC 串联电路 的阻抗概念； 2.理解电路中的瞬时功率、有 功功率、无功功率和视在功率 并会计算； 3. 了解电路的性质及其判定 方法。 会测量串联电路中的电压、电 流及功率 1.激发学生的学习兴趣； 2.培养自主探究能力、规范操 作能力； 3.培养学生交流合作能力、继 续学习能力。 重 点 与 难 点 教学重点 RL、RC、RLC 串联电路的分析和计算 教学难点 RL、RC、RLC 串联电路电压三角形、阻抗三角形的应用 使用教材 《电工技术基础与技能》机械工业-出卷网- 主编 姚 授课类型 理实一体化 教学资源 电工实训台、常用电工工具、常用仪器仪表；多媒体课件 教学方法 小组学习法、引导法、多元互动、做中学 教学实施过程 教学步骤、内容 教法指导 时间 分配 一、导入新课 荧光灯电路实质上就是 RL 串联电路，即灯管和镇流器串 联起来， 接到交流电源上。由本章项目三的测试结果发现： 镇 流器两端电压 UL+灯管两端电压 UR ≠电源电压 U ，为什么呢？ 这是由于镇流器两端电压和灯管两端电压相位不同造成的。 提出问题，引出新课 5 分钟 二、知识、技能学习、态度养成训练 4.3.1 RL 串联电路 一、RL 串联电路中电压间的关系 根据实践环节的要求连 接电路， 测量数据并计算 S、Q、和功率因数 借助电压三角形分析各 电压之间的关系， 帮助学 生记忆公式 提出阻抗的概念， 分别给 出电阻与电感的值， 让学 生求出阻抗 将电压三角形各边乘以 电流得出功率三角形， 两 者为相似三角形， 记住一 个即可 15 分钟 5 分钟 5 分钟 20 分钟 ( U )1.电压间数量关系 荧光灯正常点亮后，电路可等效成如图 4-14 所示。 图 4-14 两个正弦量相加， 采用相量计算较方便， 以I 为参考相量， 作出相量图，如图所示。 RL 串联电路相量图 由图可以看出： 电压之间的数量关系为 ( R L U 2 + U 2 = ) 2.电路的阻抗 ( Z = = R 2 + X 2 L ) 二、RL 串联电路的功率 4.3.2 RC 串联电路 电阻电容的串联电路如图 4-18 所示。 图 4-18 RC 串联电路 a) b) c) 图 4-19 RC 串联电路相量图 4.3.3 RLC 串联电路 电阻、电感和电容的串联电路， 包含了三个不同的电路参 数， 是在实际工作中经常遇到的典型电路如电子技术中的串联 谐振电路和电工技术中的补偿电路。 1. RLC 串联电路的电压电流关系 RLC 串联电路如图 4-20 所示。 图 4-20 RLC 串联电路 根据各元件的瞬时值表达式，画出相应的相量图，如图 4-21 所示。 ( a ) ) ( c ) )b) 图 4-21 ( a) X C >X L ) ( b) X C < X L )c) XC=XL 2. RLC 串联电路的阻抗及阻抗角 ( 叫做 RLC 串联电路的总阻抗，其中 X=X L -X C 叫做电抗。 )Z 让学生讨论 RC 三角形与 RL 三角形的区别， 自己找 出记忆方法 根据前面的内容， 让学生 独立完成三种不同情况 下电压与电流的向量图， 并找出其阻抗角的大小 20 分钟 ( Z = = = R 2 + X 2 ) 总电压与电流之间的阻抗角为 ( U U X X X ) ( Q = arctan L C = arctan L C = arctan U R R )R 电抗 X 的值决定电路性质。 感性电路；容性电路；谐振电路。 3. RLC 串联电路的功率 在 RLC 串联电路中， 只有电阻是耗能元件， 电感和电容是 储能元件，不消耗能量。RLC 串联电路的有功功率 P、无功功 率 QL 和 QC、视在功率分别为 ( P = U I = UI cos Q )R Q = (UL UC )I = (XL XC )I2 = QL QC = UI sin ( S = UI ) RLC 串联电路的功率三角形如图 4-22 所示。 例举不同的电路， 让学生 区分电路的性质。 借助例题巩固所学知识 10 分钟 7 分钟 三、课堂小结及评价 1.总结重要知识点 2.评价学生的学习情况 2 分钟 四、布置作业 练习 1：预习电能的测量与节 ... ...