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课题
任务7-1非正弦周期信号的分析与测试
课型
新授课
授课班级
课时
2
教学目标
了解非正弦周期电量产生的原因及分解方法;
掌握非正弦周期电量的有效值、平均值和功率的计算。
教学重点
非正弦周期电量的有效值、平均值和功率的计算。
教学难点
非正弦周期电量的傅里叶级数的表达式及其含义;
非正弦周期电量的有效值、平均值和功率的计算。
学情分析
本课内容涉及傅里叶级数,所以授课时适当提醒学生复习回顾相关高数知识,然后再运用到新知识的学习中,通过例题帮助学生掌握非周期电量的相关物理量的计算。
教学效果
教后记
任务7-1非正弦周期信号的分析与测试
【新课讲授】
一、非正弦周期信号产生及特点
1.产生原因:
(1)当电路中所加的电源为非正弦周期量时,即使电路为线性电路,电源在电路中所产生的电流也是非正弦周期电流。
(2)当一个电路有几个不同频率的正弦电压(包括直流)同时作用时,电路中的电流也不会是正弦的。
(3)如果电路中含有非线性元件,即使信号源为正弦信号,其响应也可能是非正弦周期函数。
2.特点:
(1)不是正弦波(2)按周期规律变化
二、非正弦周期交流信号的表示方法
周期函数分解为直流分量、基波分量和各次谐波分量之和,称为谐波分析。
三、非正弦周期量的有效值、平均值和平均功率
1.非正弦周期电量的有效值
若
则有效值:
2.非正弦周期电量的平均值
一般定义周期量的平均值为它的绝对值的平均值。
周期电流的平均值为:
3.非正弦周期交流电路的平均功率
非正弦周期交流电路的平均功率(有功功率)定义为:
设某二端网络端口电压、电流分别为:
设为k次谐波电压与k次谐波电流的相位差,则
结论:平均功率等于直流分量的功率和各次谐波的平均功率之和。
【例7-1-1】求下述电流的有效值
【例7-1-2】某非正弦电路的电压和电流
试求该电路吸收的功率。
【课堂练习】
1.已知一非正弦电流A,计算它的有效值。
2.已知某非正弦周期电路,电压u=(5+8sint)V,电流为i=4+3sin(t+600)A,请计算该电路的平均功率。
课题
任务7-2非正弦周期电流电路的分析与测试
课型
新授课
授课班级
课时
2
教学目标
掌握非正弦周期电流电路的分析方法
能够进行一般难度非正弦周期电流的分析和计算
教学重点
非正弦周期电流电路的分析和相关计算
教学难点
非正弦周期电流电路的分析和相关计算
学情分析
此部分内容与高等数学联系较为紧密,授课时候注意例题的分析,把握练习的难度,引导学生从定义出发进行计算。
教学效果
教后记
任务7-2非正弦周期电流电路的分析与测试
【上节关键词】
非正弦周期交流信号的表示方法:
非正弦周期量的有效值:直流分量及各次谐波分量有效值平方和的方根;
平均值:等于其绝对值在一个周期内的平均值;
平均功率:等于直流分量的功率和各次谐波的平均功率之和。
【新课讲授】
一、非正弦周期电流电路的分析
1、分析方法:
谐波分析法。
2、一般步骤:
(1)将给定的非正弦周期激励信号函数展开为傅里叶级数,根据精度要求,取有限项高次谐波。
(2)分别计算直流分量和各次谐波单独作用下电路的响应,计算方法与直流电路及正弦交流电路的计算方法相同。
(3)应用叠加原理将步骤2的结果进行叠加,从而求得所需响应。
3、注意事项:
(1)在直流分量单独作用时,电路相当于直流电路,电容元件相当于开路,电感元件相当于短路。在标明参考考方向后,用直流电路的方法求解各电压电流。
(2)对各次谐波,电路成为正弦交流电路。应注意电感和电容对不同次的谐波激励表现出不同的感抗和容抗,感抗与谐波频率成正比,容抗与谐波频率成反比。
在基波作用时,,在标明参考考方向后,用相量法求解电路的相应。
在k次谐波作用时,,在标明参考考方向后,用相量法求解电路的