電工技術(shù)基礎(chǔ) 教案 5.2 旋轉(zhuǎn)相量與相量（教案）

PAGEPAGE25.2旋轉(zhuǎn)相量與相量教案課程名稱電工技術(shù)基礎(chǔ)項目名稱正弦交流電路教學(xué)對象中職電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)班同步教材電工技術(shù)基礎(chǔ)課型新授￡復(fù)習(xí)教材主編歐小東課程性質(zhì)理論教學(xué)￡實踐教學(xué)授課時間年月日授課教師計劃課時2課時教學(xué)平臺多媒體網(wǎng)絡(luò)教室、學(xué)習(xí)通課堂教學(xué)資源教科書、教學(xué)課件、視頻線上學(xué)習(xí)資源教學(xué)視頻、學(xué)習(xí)討論、課堂練習(xí)題、在線開放課程教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：（1）了解旋轉(zhuǎn)相量與相量的基本概念；（2）掌握旋轉(zhuǎn)相量與相量的表示方法和運算法則。能力目標(biāo)：能夠運用旋轉(zhuǎn)相量與相量的表示方法和運算法則進行計算和分析。素質(zhì)目標(biāo)：（1）培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和抽象思維能力；（2）培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)方法的應(yīng)用能力。教學(xué)重點理解旋轉(zhuǎn)相量與相量的概念，以及它們在描述電工現(xiàn)象中的作用。教學(xué)難點相教學(xué)方法自主學(xué)習(xí)法、任務(wù)驅(qū)動法、合作探究法、演示法課前準備教師：發(fā)布任務(wù)、推送資源，在線答疑解惑。學(xué)生：接收學(xué)習(xí)任務(wù)，查找相關(guān)資料自主學(xué)習(xí)；提出疑問。線下教學(xué)過程批注Ⅰ.導(dǎo)入：故事導(dǎo)入故事背景：電力工程師小李，他正在研究如何更有效地表示和計算交流電的特性。他發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)相量是一個非常有用的工具。故事目的：通過小李的探索，激發(fā)學(xué)生對旋轉(zhuǎn)相量和相量的興趣，并引出本節(jié)課的主題。II.新課1．正弦交流電的表示方法正弦交流電有解析法、波形法、相量法和旋轉(zhuǎn)相量四種表示方法。本節(jié)著重介紹旋轉(zhuǎn)相量。（1）解析法。用三角函數(shù)式表示正弦交流電隨時間變化的關(guān)系，叫作解析法。正弦交流電的電動勢、電壓和電流的解析式分別為只要給出時間t，就可以求出該時刻相應(yīng)的e、u、i。這種方法的缺點是不便于進行數(shù)值計算，也不直觀。（2）波形法。在平面直角坐標(biāo)系中，將時間t或角度ωt作為橫坐標(biāo)，與之對應(yīng)的e、u、i作為縱坐標(biāo)，給出e、u、i隨時間t或角度ωt變化的曲線，這種方法叫作波形法，這種曲線叫作交流電的波形。它的優(yōu)點是可以直觀地看出交流電的變化規(guī)律，但不便于進行數(shù)值計算，如圖5-2-1所示。（3）相量法。運用一個復(fù)數(shù)可以同時表示正弦量的有效值和相位，這種方法叫作相量法（符號法）。用復(fù)數(shù)表示正弦量后，就可以用復(fù)數(shù)運算的方法，求出幾個同頻率正弦量的有效值和相位之間的關(guān)系，從而使問題的分析和計算得以簡化。2．旋轉(zhuǎn)相量對正弦量進行加減運算，無論采用解析法還是波形法，都非常麻煩。為此，引入正弦量的旋轉(zhuǎn)相量。怎樣用旋轉(zhuǎn)相量表示正弦量呢？在圖5-2-2中，以原點O為端點做一條有向線段，線段的長度為正弦量的最大值Em，旋轉(zhuǎn)相量的起始位置與橫軸正方向的夾角為正弦量的初相φ0，它以正弦量的角頻率ω為角速度，繞原點O逆時針勻速旋轉(zhuǎn)。在任一時刻，旋轉(zhuǎn)相量在縱軸上的投影就等于該時刻正弦量的瞬時值。旋轉(zhuǎn)相量與正弦量的最大值、角頻率、初相、瞬時值都是一一對應(yīng)的。旋轉(zhuǎn)相量既可以反映正弦量的三要素，又可以通過它在縱軸上的投影求出正弦量的瞬時值。旋轉(zhuǎn)相量可以完整地表示正弦量。如果有向線段的長度為正弦量的有效值，就稱為有效值相量，用、、表示，如果有向線段的長度為正弦量的最大值，就稱為最大值相量，用、、表示。同頻率正弦量的相對靜止關(guān)系。在同一坐標(biāo)系中，畫出幾個同頻率正弦量的旋轉(zhuǎn)相量，它們以相同的角速度逆時針旋轉(zhuǎn)，各旋轉(zhuǎn)相量間的夾角（相位差）不變，相對位置不變，各旋轉(zhuǎn)相量是相對靜止的。因此，將它們當(dāng)作靜止情況處理，并不影響分析和計算的結(jié)果，正弦量用旋轉(zhuǎn)相量來表示就可以簡化為用相量來表示。同頻率正弦量的加減運算。要進行同頻率正弦量的加減運算，先畫出與正弦量相對應(yīng)的相量，再按平行四邊形法則求和，和的長度表示正弦量和的最大值（有效值相量表示有效值），和與橫軸正方向的夾角為正弦量和的初相，角頻率不變。III.例題解析略。（見教材§5-2例題1，例題2，例題3）知應(yīng)會知識小結(jié)：1.正弦交流電的