电气工程基础教案新部编本
电气工程工程基础上册课程设计

电气工程工程基础上册课程设计1. 简介本课程设计旨在帮助学生巩固电气工程上册所学的基础知识,提高其自主设计和解决实际问题的能力。
设计内容涵盖了电路分析、电机原理、电力系统、电力电子等方面的知识点。
学生将会利用这些知识点,完成一个完整的电气系统设计项目,包括设计计算、电路仿真、元器件选型等方面。
2. 设计目标本课程设计的目标是:1.帮助学生巩固电气工程上册所学知识点。
2.提高学生的系统设计和分析能力。
3.培养学生实践操作、问题解决和团队合作的能力。
3. 设计内容本课程设计分为三个部分:3.1. 第一部分:电路分析设计学生将利用课堂上学到的基本电路分析方法,设计一组系列电路,并对其进行仿真。
设计内容包括:1.串联电路和并联电路的组合。
2.电流和电压的计算。
3.电路中元器件的选型。
4.仿真电路的建模和分析。
通过这个环节,学生将熟悉基础电路分析方法,并学会使用仿真软件进行电路的建模和分析。
3.2. 第二部分:电路实验设计学生将通过实验室实践,对电路仿真结果进行验证。
实验内容包括:1.电源的选型。
2.电路元器件的连线和焊接。
3.电路电流和电压的测量。
4.快速电路保护电路的设计。
通过实验操作,学生将掌握电路实验操作技能和错误排除方法,加深对电路元器件的了解和选型。
3.3. 第三部分:项目设计学生将选择一个具体的电气系统设计项目,并完成设计、仿真和实验。
具体内容包括:1.项目的背景和需求分析。
2.项目的具体设计方案。
3.仿真和验证设计的正确性。
4.选用合适的元器件并进行立体布局。
5.完成实验并进行对比分析。
通过这个项目设计,学生将深化对电气系统的理解和应用,培养解决实际问题的能力,并提高团队合作和沟通的能力。
4. 教学方法本课程设计采用教师主导和学生自主合作的教学方法。
在教师引领下,学生自主分组完成设计任务。
课堂教学将主要包括以下方面:1.理论讲解:通过讲授相关电气工程知识,帮助学生理解和掌握设计的相关知识点。
电气工程基础课程设计

电气工程基础课程设计一、引言电气工程基础课程设计是电气工程专业学生在学习电气工程基础理论和知识的基础上,进行实践操作和综合能力培养的重要环节。
通过课程设计的学习,学生们能够巩固和应用所学的电气工程基础知识,培养实践操作能力和解决问题的能力,为将来从事电气工程相关工作打下坚实的基础。
二、设计目标电气工程基础课程设计的主要目标是培养学生的实践动手能力和创新思维能力。
通过具体的电气工程项目,学生们能够学以致用,将所学的理论知识应用到实际中,锻炼自己的动手操作能力和解决问题的能力。
另外,课程设计还注重培养学生的团队合作能力和交流表达能力,使学生能够在团队中有效地与他人合作完成项目,并能够清晰地表达自己的想法和成果。
三、课程设计内容1. 电路设计与调试:通过设计不同复杂程度的电路,学生们能够掌握电路设计和调试的基本方法,了解电路的工作原理和特性。
在设计过程中,学生们需要考虑电路的电源、元器件的选型及连接方式,保证电路的正常工作并进行调试,最终得到满足需求的电路设计方案。
2. 电力系统仿真实验:通过电力系统仿真实验,学生们能够了解电力系统的运行原理和特点,掌握电力系统的计算和分析方法。
在实验中,学生们需要建立电力系统模型,并进行各种短路、过电流等故障仿真,分析系统的稳定性和安全性,提出改进方案并进行验证。
3. 控制系统设计与调试:通过控制系统设计与调试实验,学生们能够掌握控制系统的基本原理和设计方法,了解不同类型的控制器及其应用。
在实验中,学生们需要根据给定的控制要求,设计合适的控制系统方案,并进行调试和优化,实现对被控对象的准确控制。
4. 电机与传动系统实验:通过电机与传动系统实验,学生们能够了解电机的工作原理和特性,掌握电机的控制方法和传动系统的设计原理。
在实验中,学生们需要选取合适的电机和传动装置,进行电机的控制和传动系统的设计与调试,实现特定任务的自动化控制。
四、设计流程1. 需求分析:明确课程设计的目标和要求,确定实验内容和任务。
2024版电工基础课程教案(全文)

略低于旋转磁场的转速,而同步电动机的转速与旋转磁场的转速保持一
致。
25
发电机的工作原理及应用
2024/1/25
电磁感应 发电机的工作原理基于电磁感应原理。当导体在磁场中运 动时,会在导体中产生感应电动势。这个感应电动势可以 驱动外部电路中的电流流动。
转子与定子 发电机由转子和定子两部分组成。转子通过机械能驱动在 磁场中旋转,而定子则固定不动并装有绕组以产生感应电 动势。
2024/1/25
利用大地作为电气回路的一部分,将电气设备的金属外壳或构架与大地 连接。
当电气设备发生漏电或故障时,通过接地装置将故障电流引入大地,从 而保护人身安全和设备安全。
31
接地保护的原理及实施方法
2024/1/25
01
实施方法
02
根据电气设备的类型和特点,选择合适的 接地方式和接地装置。
2024/1/25
能力目标
培养学生分析电路和解决 实际问题的能力,提高学 生的实践能力和创新意识。
素质目标
培养学生的安全意识、团 队协作精神和职业道德素 养,提高学生的综合素质 和职业发展能力。
6
02
电工基础知识
2024/1/25
7
电流、电压和电阻
电流
电阻
电荷的定向移动形成电流。电流的大 小用电流强度来衡量,其单位是安培 (A)。
电气设备与使用
电气安全与防护
讲解常用电气设备如变压器、电机、开关设 备等的结构、原理和使用方法,以及电气设 备的选择与使用注意事项。
介绍电气安全知识,如触电的危害与防护、 电气火灾的防范与处理等,培养学生的安全 意识和自我保护能力。
2024/1/25
5
教学目标与要求
电工基础教案模板(共7篇)

电工基础教案模板(共7篇)第1篇:电工基础教案课题1-3电阻教学目标了解电阻的概念和电阻与温度的关系,掌握电阻定律。
教学重点电阻定律教学难点R与U、I无关;温度对导体电阻的影响。
教学过程及内容一.组织教学准备教案,检查出勤情况二.复习提问1、什么是电流?2、电流的计算公式三.新课讲解第三节电阻一、电阻1.导体对电流所呈现出的阻碍作用。
不仅金属导体有电阻,其他物体也有电阻。
2.导体电阻是由它本身的物理条件决定的。
例:金属导体,它的电阻由它的长短、粗细、材料的性质和温度决定。
3.电阻定律:在保持温度不变的条件下,导体的电阻跟导体的长度成正比,跟导体的横截面积成反比,并与导体的材料性质有关。
R = ρ l S4.结论:电阻率的大小反映材料导电性能的好坏,电阻率愈大,导电性能愈差。
导体:ρ < 10-6 Ω⋅m绝缘体:ρ > 107 Ω⋅m半导体:10-6 Ω⋅m < ρ< 107 Ω⋅m二、电阻与温度的关系1.温度对导体电阻的影响:(1)温度升高,自由电子移动受到的阻碍增加;(2)温度升高,使物质中带电质点数目增多,更易导电。
随着温度的升高,导体的电阻是增大还是减小,看哪一种因素的作用占主要地位。
2.一般金属导体,温度升高,其电阻增大。
少数合金电阻,几乎不受温度影响,用于制造标准电阻器。
3.超导现象:在极低温(接近于热力学零度)状态下,有些金属(一些合金和金属的化合物)电阻突然变为零,这种现象叫超导现象。
ο4.电阻的温度系数:温度每升高1C时,电阻所变动的数值与原来电阻值的比。
若温度为t1时,导体电阻为R1,温度为t2时,导体电阻为R2,则α =即 R2-R1 R1(t2-t1)R2 = R1 [ 1 + α ( t2 - t1 ) ]οο例:一漆包线(铜线)绕成的线圈,15C时阻值为20 Ω,问30C时此线圈的阻值R为多少?四.课堂练习五.课堂小结六.布置作业教材习题第4大题第(3)题。
第2篇:电工基础教案第8章线性电路中的过渡过程 8.1 换路定律与初始条件各位评委:大家下午好!今天我说课的题目是《换路定律与初始条件》,我将从教材分析,教学目标、教学重难点、教学策略、教学程序等方面对本节课进行阐述。
2024年电工技术基础电子教案完整版

2024年电工技术基础电子教案完整版一、教学内容1. 单一参数交流电路的特点2. 交流电路的复数表示法3. 交流电路的功率分析4. 谐振电路的特性5. 三相交流电路的计算与分析二、教学目标1. 理解并掌握交流电路的基本概念、原理及其分析方法。
2. 学会使用复数表示法进行交流电路的计算。
3. 掌握交流电路的功率计算及谐振电路的特性分析。
三、教学难点与重点1. 教学难点:交流电路的复数表示法及其应用、谐振电路的特性分析。
2. 教学重点:单一参数交流电路的特点、交流电路的功率计算、三相交流电路的计算与分析。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体教学设备、演示交流电路的实物模型。
2. 学具:电工技术基础教材、练习本、计算器。
五、教学过程1. 导入:通过展示一个实践情景(如家庭电路的接入与使用),引发学生对交流电路的学习兴趣。
教学细节:介绍实践情景,提出问题,引导学生思考交流电路的特点。
2. 知识讲解:(1)单一参数交流电路的特点教学细节:讲解交流电压、电流的特点,通过示例进行说明。
(2)交流电路的复数表示法教学细节:引入复数概念,讲解复数表示法的原理及计算方法。
(3)交流电路的功率分析教学细节:讲解有功功率、无功功率和视在功率的定义,分析功率因数的意义。
(4)谐振电路的特性教学细节:介绍谐振电路的原理,分析谐振电路的特性。
(5)三相交流电路的计算与分析教学细节:讲解三相交流电路的基本概念,通过例题进行计算与分析。
3. 随堂练习:教学细节:针对每个知识点设计练习题,引导学生巩固所学内容。
4. 课堂小结:六、板书设计1. 主要知识点及关键公式。
2. 例题及解答过程。
3. 课堂练习题。
七、作业设计1. 作业题目:(1)计算单一参数交流电路的参数。
(2)利用复数表示法计算交流电路的参数。
(3)分析谐振电路的特性。
(4)计算并分析一个简单的三相交流电路。
2. 答案:(1)参数计算结果。
(2)复数表示法的计算过程。
(3)谐振电路的特性分析。
电气工程基础电子教案

电气工程基础电子教案第一章:电气工程概述1.1 电气工程的定义与发展历程1.2 电气工程的主要领域与分支1.3 电气工程的应用与重要性1.4 电气工程的基本原理与技术指标第二章:电路基础理论2.1 电路的基本概念与元件2.2 电路的基本定律与分析方法2.3 交流电路的分析与计算2.4 电路的优化设计与故障诊断第三章:电子技术基础3.1 半导体器件的基本原理与特性3.2 晶体管放大电路设计与分析3.3 数字电路的基本组成与逻辑运算3.4 模拟电路与数字电路的综合应用第四章:电气设备与系统4.1 变压器的基本原理与应用4.2 电动机的工作原理与控制技术4.3 发电机与电网的运行与管理4.4 电力电子设备及其在电气系统中的应用第五章:电气工程设计与施工5.1 电气工程设计的基本原则与流程5.2 电气施工图的绘制与解读5.3 电气设备的安装与调试技术5.4 电气工程项目的管理与验收标准第六章:电力系统分析6.1 电力系统的概述与结构6.2 电力系统的稳定性与优化6.3 电力系统的短路分析6.4 电力系统的暂态过程分析第七章:控制理论与技术7.1 控制系统的定义与分类7.2 经典控制理论的基本原理7.3 现代控制理论及其应用7.4 电气工程中的控制策略与实践第八章:通信技术在电气工程中的应用8.1 电气工程通信系统的基本原理8.2 无线通信技术在电气工程中的应用8.3 电力线通信技术及其发展8.4 工业以太网与现场总线技术第九章:电气安全与保护9.1 电气事故的类型与原因9.2 电气安全规范与标准9.3 电气保护装置的原理与设计9.4 电气系统的故障诊断与维护第十章:电气工程的未来发展趋势10.1 新能源技术在电气工程中的应用10.2 智能电网与分布式发电10.3 电力电子技术的创新与应用10.4 电气工程领域的挑战与机遇重点和难点解析重点环节1:电气工程的定义与发展历程解析:电气工程作为一个历史悠久且不断发展的学科,其定义和范围随着技术的进步而演变。
电气专业基础课程设计

电气专业 基础课程设计一、课程目标知识目标:1. 掌握电气基础元件的工作原理和电气符号,能正确识别和应用各类电气元件。
2. 理解并掌握基本电路分析方法,能够分析简单电路的特性。
3. 了解电气安全知识,能够识别并防范电气安全隐患。
技能目标:1. 能够运用所学知识,设计简单的电气控制电路,并进行模拟实验。
2. 学会使用相关软件绘制电气原理图,具备初步的电气图纸阅读与绘制能力。
3. 掌握基本的电路调试方法,能够对简单电气系统进行故障排查。
情感态度价值观目标:1. 培养学生热爱电气工程专业,增强对电气技术的学习兴趣。
2. 培养学生的团队协作意识和创新精神,使其在设计和实践过程中敢于尝试,勇于突破。
3. 增强学生的安全意识,使其在学习和工作中始终重视电气安全。
本课程针对电气专业学生,结合学科特点,注重理论知识与实践技能的结合。
课程设计遵循由浅入深的原则,充分考虑学生的认知水平,使学生在掌握基础知识的同时,能够提高实际操作能力。
通过课程学习,培养学生具备一定的电气工程素养,为后续专业课程学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 电气元件及其符号:介绍电阻、电容、电感、开关、继电器等基础元件的工作原理和电气符号,分析各类元件在电路中的作用。
教材章节:第一章第一节2. 基本电路分析方法:讲解欧姆定律、基尔霍夫定律等基本电路分析方法,并通过实例分析简单电路的特性。
教材章节:第二章3. 电气安全知识:介绍电气安全常识、电气事故类型及预防措施,分析电气设备的安全隐患。
教材章节:第三章4. 电气控制电路设计:学习电气控制电路的基本原理,运用所学知识设计简单的电气控制电路,并进行模拟实验。
教材章节:第四章5. 电气图纸绘制:教授如何使用相关软件绘制电气原理图,培养学生的电气图纸阅读与绘制能力。
教材章节:第五章6. 电路调试与故障排查:讲解基本的电路调试方法,让学生学会对简单电气系统进行故障排查。
教材章节:第六章教学内容按照由易到难、理论与实践相结合的原则进行安排,使学生逐步掌握电气基础知识和实践技能。
电气工程基础教案.doc

教学内容:电气工程的历史和形成、地位和发展、展望。
教学重点:电气工程学科的分学科分类的未来发展;;教学难点:电气工程学科所包含的内容,设备教学方法:课堂教学为主,充分利用网络课程中的多媒体素材来表示抽象概念。
教学要求:了解电气工程的历史和形成、电气工程的地位和发展、电气工程的展望。
1.1 电气工程的历史和形成电气工程是研究电磁领域的客观规律及其应用的科学技术,以电工科学中的理论和方法为基础而形成的工程技术称为电气工程。
根据电气工程学科的发展现状,可将其分为相对独立的五个分学科:电力系统及其自动化技术、电机与电器及其控制技术、高电压与绝缘技术、电力电子技术和电工新技术。
其结构简图如下图所示。
1. 2 电气工程的地位和发展1.电气工程学科的地位电气工程学科在国家科技体系中具有特殊的重要地位;是国民经济的一些基本工业(能源、电力、电工制造等)所依靠的技术科学;是另一些基本工业(交通、铁路、冶金、化工、机械等)必不可少的支持技术;是一些高新技术的重要科技组成部分。
2.发展解放前,我国电工科学的基础薄弱而落后。
建国后,有了多方面的巨大发展。
我国一次能源总产量达10.9亿吨标准煤(2000),居世界第三位,比1949年增长了44倍。
但电能比重仍较落后,只占国民经济总能源消耗的25%左右。
1949年,我国电力工业的发电量4.3亿kWh(世界排序第25位)、装机容量1850MW(世界排序第21位)。
2003年,分别增加到19052亿kWh和391GW(皆居世界第二位),各增大443倍和211倍。
截至2003年底,我国水电装机达92170MW,占发电总装机的24%,年发电量2830亿kWh,占总发电量的15%。
3.实例:(1)电工制造业以技术复杂的汽轮发电机组为例:我国1956年才试制成功6000kW机组;2002年,已制成并投产900MW,即46年期间汽轮发电机组单机容量的制造能力扩大到1500倍,居于世界先进行列。
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教师学科教案[ 20 – 20 学年度第__学期]任教学科:_____________任教年级:_____________任教老师:_____________xx市实验学校教学内容:电气工程的历史和形成、地位和发展、展望。
教学重点:电气工程学科的分学科分类的未来发展;;教学难点:电气工程学科所包含的内容,设备教学方法:课堂教学为主,充分利用网络课程中的多媒体素材来表示抽象概念。
教学要求:了解电气工程的历史和形成、电气工程的地位和发展、电气工程的展望。
1.1 电气工程的历史和形成电气工程是研究电磁领域的客观规律及其应用的科学技术,以电工科学中的理论和方法为基础而形成的工程技术称为电气工程。
根据电气工程学科的发展现状,可将其分为相对独立的五个分学科:电力系统及其自动化技术、电机与电器及其控制技术、高电压与绝缘技术、电力电子技术和电工新技术。
其结构简图如下图所示。
1. 2 电气工程的地位和发展1.电气工程学科的地位电气工程学科在国家科技体系中具有特殊的重要地位;是国民经济的一些基本工业(能源、电力、电工制造等)所依靠的技术科学;是另一些基本工业(交通、铁路、冶金、化工、机械等)必不可少的支持技术;是一些高新技术的重要科技组成部分。
2.发展解放前,我国电工科学的基础薄弱而落后。
建国后,有了多方面的巨大发展。
我国一次能源总产量达10.9亿吨标准煤(2000),居世界第三位,比1949年增长了44倍。
但电能比重仍较落后,只占国民经济总能源消耗的25%左右。
1949年,我国电力工业的发电量4.3亿kWh(世界排序第25位)、装机容量1850MW(世界排序第21位)。
2003年,分别增加到19052亿kWh和391GW(皆居世界第二位),各增大443倍和211倍。
截至2003年底,我国水电装机达92170MW,占发电总装机的24%,年发电量2830亿kWh,占总发电量的15%。
3.实例:(1)电工制造业以技术复杂的汽轮发电机组为例:我国1956年才试制成功6000kW机组;2002年,已制成并投产900MW,即46年期间汽轮发电机组单机容量的制造能力扩大到1500倍,居于世界先进行列。
(2)在断路器和避雷器等电器制造方面:解放时,我国只能制造10kV的充油式断路器;目前,可制造500kV新型的SF6的断路器;从10kV管式避雷器提高到500kV氧化锌避雷器的制造水平,均已进入了世界先进行列。
(3)以大型电力变压器为例:1923年,我国生产第一台三相电力变压器50kV A;1948年,制成国内最大的6.6kV三相2500kV A电力变压器;本世纪初,我国已能生产500kV的三相750MV A和成组1000kV/250MV A的单相电力变压器,按三相容量计算,制造能力扩大到300倍。
(4)在输电线路方面:1949年,我国只有一回220kV线路,全部35kV以上输电线仅6475km;1999年底,我国超高压输电500kV(含直流线路)达22927km ,变电容量达80120MV A ;220kV以上输电线路总长达495123km、变电容量达593690MV A。
(5)在电气化方面:工业用电量占全部电能生产的71.5%(2001),每年新增发电量的64.6%用于工业用电,其中轻工业用电的年增长率已达14.6%。
农业用电增长也很快,自解放以来,平均每年以24%的高速增长,在全国2300个县中,已有2280个县用上了电。
第三产业用电(包括市政商业和交通通信)和居民用电量到2001年已达电能总生产量的24.61%。
(6)在电力电子和电工新技术领域:1962年,我国试制出第一个晶闸管;目前,已能批量生产电流达3000A、电压为8500V的晶闸管,并能研制生产和应用快速、全控器件或设备。
(7)在电力系统方面:1949年,只有东北、京津唐和上海三个容量不大(分别为646,259和250MW)的电力系统;2003年,已有11个电力系统发电装机容量超过20000MW,其中东北、华北、华东、华中电网发电装机容量均超过30000MW,华东、华中电网甚至超过40000MW ,西北电网的装机容量也达到20000MW;其他几个独立省网,如四川、山东、福建等电网发电装机容量超过或接近10000MW;大区电力系统目前正进入各自加强和彼此互联以及进一步发展形成全国统一电力系统的过程中。
(8)在电工高技术的范围内:我国也从空白状态发展形成多个相互配合的研究基地或重点实验室,并相继取得一些世人瞩目的研究成果。
例如1983年建成的8MV闪光-I强流脉冲电子束加速器和1990年建成的9MeV感应直线加速器、各种激光器、各种等离子体装置的研制和应用、超导技术、医疗用电工技术、电接触技术、新型电测技术等的成果(新装置、新仪器、新方法等)都使我国在电工新技术和新技术领域中从填补空白的阶段先后步入建立试验基地,开展系统性研究,力求迎头弥补差距的新阶段。
综上所述:我国电工科学在传统的电力输送、电工制造或高电压技术方面,取得可喜的进展和成绩我国在电工新技术和高技术领域中也取得可喜的进展和成绩。
这说明我国的电工科学已发展成为国民经济发展中可靠的支柱。
1. 3 电气工程的展望20世纪中叶以来,以电子信息技术为核心的新技术革命正在兴起,冲击着所有传统科学,包括基础科学、技术科学、综合科学,甚至社会科学等在内的广大领域。
有人统计,最近20年中的科技创造和发明超过了过去两千年中创造发明的总和。
在技术科学范围内,不少学科都发生了“旧貌换新颖”的变化,电工学科的巨大变化也十分显著。
1.在支持和加强电工科学技术发展时,应从宏观方面考虑到以下几个重要问题:4.电工科学是一门技术科学,只从纵向关系看,它与其所依赖的基础科学(如电磁学、力学、数学、化学等)和指引并支持的生产技术(包括设计、工艺、产品开发等)是一条连续线,但又各有分工。
5.电工科学应指导电力和电工的生产应用.而生产应用应促进电工科学进步。
6.当代学科发展户的相互交叉、渗透现象已成为科技发展中的重要促进因素。
电工科学中近些年来新出现的大量新分支、新技术、新方法和新理论就是明证。
7.电工科技的应用面广,交叉范围大。
但科研资金的来源却不能和其应用范围相适应,相对较狭窄。
2.电气工程学科是在经验和教训中不断发展起来的:著名例子是美加“8.14大停电”,2003年8月14日下午,美国的中西部和东北部以及加拿大的安大略省经历了一次大停电事故,其影响范围包括美国的俄亥俄州、密西根州、宾夕法尼亚州、纽约州、佛蒙特州、马萨诸塞州、康涅狄格州、新泽西州和加拿大的安大略省,损失负载大61.8GW,影响了5千万人口的用电。
停电在美国东部时间下午4时06分开始,在美国的一些地区两天内未能恢复供电,加拿大的安大略省甚至一周未能恢复供电。
这次停电事故引起了全世界的关注。
综合资料,基本可以判断本次大停电对全网而言属于潮流大范围转移导致的快速电压崩溃,同时伴有潮流大范围转移和窜动导致的断面线路相继跳闸和系统解列后的频率崩溃。
教学内容:风能的特性及风能利用、风力发电机组及工作原理、风力发电机组的控制策略、风力发电机组的并网运行和功率补偿、风力发电的经济技术性评价; 教学重点:风力发电机组的控制策略、风力发电机组的并网运行和功率补偿 教学难点:风力发电机组的控制策略教学方法:课堂教学为主,充分利用网络课程中的多媒体素材来表示抽象概念。
教学要求:了解风能的特性、掌握风力发电机组的工作原理及控制策略、掌握风力发电机组的补偿原理。
2.1 风的特性及风能应用2.1.1风的产生风是地球上的一种自然现象,由太阳辐射热和地球自转、公转和地表差异等引起,大气是这种能源转换的媒介。
2.1.2 风的特性与风能优点:简单、无污染、可再生缺点:稳定性、连续性、可靠性差,时空分布不均匀 1、风的表示法 风向、风速和风力 (1)风向的表示法风吹来的地平方向定为风的方向。
风向一般用16个方位表示,也可以用角度表示。
观测风向的仪器,目前使用最多的是风向标。
(2)风速的表示法由于风时有时无、时大时小,每一瞬时的速度都不相同,所以风速是指一段时间内的平均值,即平均风速。
国际上的单位为m/s 或km/h 。
(3)风速与风级风力等级是根据风对地面或海面物体影响而引起的各种现象,按风力的强度等级来估计风力的大小。
国际上采用的为蒲福风级,从静风到飓风共分为13个等级。
风力等级与风速的关系:东西北南南南风南东东南东北北东东北东北东西北西北北北西南南西西南西南西S S EES EE S EN NEE NEN ESNN NWN WW N W WW SWS WS S W505.1N 824.01.0N +=-ν 式中 VN ——N级风的平均风(m/s);N ——风的级数。
2、风的特性(1)风的随机性风的产生是随机的,但可以根据风随时间的变化总结出一定的规律。
如地面上夜间风弱,白天风强;高空中夜里风强,白天风弱,这个逆转的零界高度为100~150m 。
我国大部分地区风随季节变化的情况是:春季最强、冬季次之、夏季最弱。
(2)风随高度的变化而变化不同高度风速的表达式:式中 ν——距地面高度为h 处的风速(m /s ); ν0——高度为h0处的风速(m /s ),一般取h0为10m ;k ——修正指数,它取决于大气稳定度和地面粗糙度等,其值约为0.125~0.5。
为了从自然界获取最大的风能,应尽量利用高空中的风能,一般至少比周围的障碍物高10m 左右。
3、风能(1) 风能密度 空气在1s 内以速度ν流过单位面积产生的动能。
表达式为:35.0ρν=E(2) 风能 空气在1s 内以速度ν流过面积为S截面的动能。
S v ES W 35.0ρ==(3) 风能的特点 优点:蕴量巨大、可再生、分布广泛、没有污染 缺点:密度低(只有水力的1/816)、不稳定、地区差异大 2.1.3 风能的利用风能的利用主要是将大气运动时所具有的动能转化为其他形式的能量,一般利用风推风车的转动以形成动能。
kh h v v ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=00风能 风力机 风帆 机械泵 发电机发热装置水 空气 油 直流电 交流电 整流 抽水蓄能 压缩空气 液压电动机 电解制氢 蓄电池 电网 热能涡轮机 机械负载 涡轮机 逆变 发电机 供暖、 供热水 灌溉交、直流电能负荷助航2.2 风的特性及风能应用2.2.1 风力发电机组的结构及分类 1、风力发电机组的分类2风力发电机组中,水平轴式风力发电机组是目前技术最成熟、产量最大的形式;垂直轴风力发电机组因其效率低、需起动设备等技术原因应用较少,因此下面主要介绍水平轴风力发电机组的结构。
(1)独立运行的风力发电机组 水平轴独立运行的风力发电机组主要由风轮(包括尾舵)、发电机、支架、电缆、充电控制器、逆变器、蓄电池组等组成,其主要结构见右图。