電工電子技術(shù)教案

1、.wd?電工電子技術(shù)?教案授課教師：姚大杰 授課班級(jí)：14機(jī)制 14機(jī)制對(duì)口2021 2021第二學(xué)期教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫課前互動(dòng)：試想如果沒(méi)有電，會(huì)給同學(xué)們哪些不便？由問(wèn)題引出下面內(nèi)容：電工學(xué)是非電專業(yè)的技術(shù)根底課，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備電工技術(shù)與電子技術(shù)的根底知識(shí)，為升學(xué)以及后續(xù)課程打下一定的根底。1、電工學(xué)課程研究的對(duì)象“電2、電工學(xué)課程的開展3、電能的優(yōu)越性1便于轉(zhuǎn)換2便于輸送3便于控制第1章 電路的根本概念與根本定律電路：電流流通的路徑。直流電路：由直流電源供電的電路。1.1 電路作用與電路模型一、電路的組成及作用電路就是電流通過(guò)的閉合路徑，它是由各種電氣器件按一定方式用導(dǎo)

2、線連接組成的總體。電路的構(gòu)造形式和所能完成的任務(wù)是多種多樣的，從日常生活中使用的用電設(shè)備到工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中用到的各種生產(chǎn)機(jī)械的電器控制局部及計(jì)算機(jī)、各種測(cè)試儀表等，從廣義說(shuō)，都是電路。最簡(jiǎn)單的電路如下圖的手電筒電路。1、組成：電路主要由三局部組成。1電源 是供給電能的設(shè)備。在發(fā)電廠內(nèi)將化學(xué)能或機(jī)械能等非電能轉(zhuǎn)換為電能，如電池、蓄電池、發(fā)電機(jī)等。2負(fù)載 是使用電能的設(shè)備，又稱用電器。作用是將電能轉(zhuǎn)換成其它形式的能量，如電燈、電爐、揚(yáng)聲器、電動(dòng)機(jī)等。3中間環(huán)節(jié) 用于連接電源和負(fù)載。起傳輸和分配電能或?qū)﹄娦盘?hào)進(jìn)展傳遞和處理的作用，如變壓器、輸電線等。電路三局部組成 教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫 2、電路模

3、型和電路圖實(shí)際電路元件電磁性質(zhì)較為復(fù)雜。為便于對(duì)實(shí)際電路進(jìn)展分析，需用能夠代表其主要電磁特性的理想電路元件或它們的組合來(lái)表示。理想電路元件就是指只反映某一個(gè)物理過(guò)程的電路元件,包括電阻、電感、電容、電源等。用理想電路元件所組成的電路即為電路模型，手電筒電路的電路模型如下圖。3、作用1進(jìn)展電能的傳輸和轉(zhuǎn)換，如照明電路、動(dòng)力電路等。典型電路是電力系統(tǒng)。2實(shí)現(xiàn)信息的傳輸和處理，如測(cè)量電路、擴(kuò)音機(jī)電路、計(jì)算機(jī)電路等。典型電路是擴(kuò)音機(jī)。1.2 電路的物理量1、電流的形成電荷的定向移動(dòng)形成電流。2、電流的大小電流的大小是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量。恒定電流 DC“ 交變電流 AC“電路模型電路的作

4、用教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流，也稱為直流電流，用表示。大小和方向隨時(shí)間變化的電流稱為交變電流，簡(jiǎn)稱交流電流，用i表示。電流的單位為A安培，還有kA千安、mA毫安、A微安等。 3、電流的方向1實(shí)際方向習(xí)慣上規(guī)定正電荷移動(dòng)的方向或負(fù)電荷移動(dòng)的反方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向。2參考方向：可以任意選取在分析電路時(shí)，常常要知道電流的方向，但有時(shí)電路中電流的實(shí)際方向難于判斷，此時(shí)?？扇我膺x定某一方向作為電流的“參考方向也稱正方向。所選的參考方向不一定與實(shí)際方向一致。當(dāng)電流的實(shí)際方向與其參考方向一致時(shí)，那么電流為正值；反之，當(dāng)電流的實(shí)際方向與其參考方向相反時(shí)，那么電流為負(fù)值，

5、如下圖。a b4、電流的表示方法1箭頭： 2雙下標(biāo)：5、電流的測(cè)量用電流表安培表來(lái)測(cè)量。測(cè)量時(shí)注意：1交、直流電流用不同表測(cè)量。2電流表應(yīng)串聯(lián)在電路中。參考方向選取教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫3直流電流表有正負(fù)端子，即：“+、“-記號(hào)，接線時(shí)不能接錯(cuò)。4選擇正確的量程。三、電壓電位差1、物理意義在圖中，極板a帶正電，極板b帶負(fù)電，a、b間存在電場(chǎng)。正極板a上的正電荷在電場(chǎng)力的作用下從a經(jīng)過(guò)負(fù)載移到負(fù)極板b，從而形成了電流。這說(shuō)明電場(chǎng)力做功產(chǎn)生了電流。規(guī)定：電場(chǎng)力把單位正電荷從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)所做的功稱為a、b兩點(diǎn)之間的電壓，用表示。電壓的單位為V伏特，還有kV千伏、mV毫伏、V微伏等。 2、實(shí)際方向

6、：由高電位指向低電位結(jié)論：對(duì)于電阻性負(fù)載來(lái)說(shuō)，沒(méi)有電流就沒(méi)有電壓，有電壓就一定有電流。電阻兩端的電壓常叫做電壓降壓降。而對(duì)于電源來(lái)說(shuō)，其端電壓的實(shí)際方向是正極指向負(fù)極。3、參考方向：可以任意選取，同電流參考方向的選取4、電壓的表示方法1箭頭：2正負(fù)號(hào)：、3雙下標(biāo)：電壓實(shí)際方向參考方向選取教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫5、電壓的測(cè)量用電壓表伏特表來(lái)測(cè)量。測(cè)量時(shí)注意：1交、直流電壓用不同表測(cè)量。2電壓表應(yīng)并聯(lián)在被測(cè)電路兩端。3直流電壓表有正負(fù)端子，即：“+、“-記號(hào)，接線時(shí)不能接錯(cuò)。4選擇正確的量程?！纠侩娐啡缦聢D，求：解：四、電動(dòng)勢(shì)1、物理意義為維持電路中的電流流通，那么必須保持電路a、b兩端間的電

7、壓恒定不變，這就需要電源力源源不斷地把正電荷從負(fù)極板b移回正極板a上。規(guī)定：電源力克制電場(chǎng)力把單位正電荷從b點(diǎn)負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部移回到a點(diǎn)正極所做的功，叫電動(dòng)勢(shì)，用表示。2、電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向規(guī)定：在電源內(nèi)部由負(fù)極指向正極，即電位升，其單位與電壓?jiǎn)挝灰粯?，也是伏特V。電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向 教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫結(jié)論：對(duì)于一個(gè)電源來(lái)說(shuō)，既有電動(dòng)勢(shì)，又有端電壓。電動(dòng)勢(shì)只存在于電源內(nèi)部，方向由負(fù)極指向正極；而端電壓只存在于電源外部，其方向由正極指向負(fù)極。一般情況下，電源的端電壓總是低于電源內(nèi)部的電動(dòng)勢(shì)，只有當(dāng)電源開路或者電源的內(nèi)阻忽略不計(jì)時(shí)，電源的端電壓才與其電動(dòng)勢(shì)相等。3、電動(dòng)勢(shì)和電壓的區(qū)

8、別：* 物理意義不同；* 實(shí)際方向不同；* 電動(dòng)勢(shì)只表示電源，而電壓既可表電源，也可表負(fù)載。4、直流電動(dòng)勢(shì)的兩種圖形符號(hào)【例】電路如下圖，電源電動(dòng)勢(shì)，求出：解：，。五、功率把單位時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)力所做的功稱為電功率。用“P表示。定義式：?jiǎn)挝唬篧、kW、mW其中：“W為電功，指電流所做的功，簡(jiǎn)稱“電功電能。電流做功的過(guò)程，實(shí)質(zhì)上就是把電能轉(zhuǎn)換為其他形式的能的過(guò)程。表達(dá)式：?jiǎn)挝唬航苟鶭或千瓦時(shí) 教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫1指：1千瓦功率的設(shè)備，使用1小時(shí)所消耗的電能，俗稱1度電?！纠?】：1度電可以為20W的電燈供電 50 小時(shí)?！纠?】：有一功率為的電燈，每天使用它照明時(shí)間為，如果按每月30天計(jì)算，那么

9、每月消耗的電能為多少度？合多少焦耳？解：該電燈平均每月工作實(shí)際，那么 即每月消耗的電能為7.2度，約合。【例3】：某19寸彩電功率180W，平均每天開機(jī)2h，假設(shè)每度電費(fèi)0.5元，那么一年以360天計(jì)算要繳納多少錢電費(fèi)？解： 小結(jié)：講解了組成電路的三要素，電流這個(gè)主要物理量的物理意義及實(shí)際方向與參考方向的含義，要求學(xué)生掌握電壓、電動(dòng)勢(shì)和功率三個(gè)根本物理量，并知道電壓與電動(dòng)勢(shì)間的區(qū)別。1的意義 教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫復(fù)習(xí)： 1、電動(dòng)勢(shì)與電壓的區(qū)別；2、1度電的概念？ 1.3 歐姆定律一、電阻與電阻率1、電阻：導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用稱為電阻，用符號(hào)R表示。電阻元件是耗能元件，其單位為歐姆。常用的電

10、阻單位還有、。2、電阻率：導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。它的大小決定于導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度和橫截面積：式中：制成電阻的材料的電阻率，國(guó)際單位制單位為；繞制成電阻的導(dǎo)線長(zhǎng)度，國(guó)際單位制單位為m；繞制成電阻的導(dǎo)線橫截面積，國(guó)際單位制單位為；電阻值，國(guó)際單位制單位為。純金屬的電阻率很小，絕緣體的電阻率很大。銀是最好的導(dǎo)體，但價(jià)格昂貴而很少采用，目前電氣設(shè)備中常采用導(dǎo)電性能良好的銅、鋁作導(dǎo)線。二、局部電路歐姆定律1、局部電路：只含有負(fù)載而不包含電源的一段電路。2、內(nèi)容：流過(guò)電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比，與電阻值成反比，稱為局部電路歐姆定律。3、表達(dá)式：、參考方向一致、參考方向不一致 a、參考方向一致

11、 b、參考方向不一致單位換算注意表達(dá)式的符號(hào) 教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫【例1】：應(yīng)用歐姆定律對(duì)以下圖電路列出式子，并求電阻R。RU6V+2AR+U6VI(a)(b)I2A解：對(duì)圖(a)有，對(duì)圖(b)有，【例2】：某100W的白熾燈在電壓220V時(shí)正常發(fā)光，此時(shí)通過(guò)的電流是0.455A，試求該燈泡工作時(shí)的電阻。解： 【例3】：有一個(gè)量程為 300V即測(cè)量范圍是0300V的電壓表，它的內(nèi)阻為 40k 。用它測(cè)量電壓時(shí)，允許流過(guò)的最大電流是多少？解： 三、全電路歐姆定律1、概念1全電路：含有電源的閉合電路。2內(nèi)電路：電源內(nèi)部的電路。 外電路：電源外部的電路。3內(nèi)電阻：電源內(nèi)部的電阻，簡(jiǎn)稱內(nèi)阻。用表示

12、。外電阻：外電路的電阻。用表示。教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫2、內(nèi)容：閉合電路中的電流與電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，與電路的總電阻，即內(nèi)電阻和外負(fù)載電阻之和成反比。3、表達(dá)式：是內(nèi)阻上的壓降；既是外阻上的壓降，又是電源兩端的電壓路端電壓或端電壓。四、電阻的串聯(lián)多個(gè)元件逐個(gè)順次連接起來(lái)，就組成了串聯(lián)電路。兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻依次連接，組成一條無(wú)分支電路，這樣的連接方式叫做電阻的串聯(lián)。1、串聯(lián)電路的特點(diǎn)1等效電阻：* * 當(dāng)時(shí)，大2流經(jīng)各電阻的電流相等。全電路歐姆定律表達(dá)式 教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫3串聯(lián)總電壓等于各電阻上電壓之和，即；4分壓關(guān)系為：當(dāng)兩只電阻R1、R2串聯(lián)時(shí)，總電阻，那么有分壓公式，五、電阻

13、的并聯(lián)把多個(gè)元件并列地連接起來(lái)，由同一電壓供電，就組成了并聯(lián)電路。兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻接在電路中一樣的兩點(diǎn)之間，承受同一電壓，這樣的連接方式叫做電阻的并聯(lián)。1、并聯(lián)電路的特點(diǎn)1等效電阻：；* * 當(dāng)時(shí)，小2各電阻電壓相等。3并聯(lián)總電流等于各電阻上電流之和，即；4分流公式為：，注意分壓公式的使用教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫【例1】：圖所示的并聯(lián)電路中，求等效電阻、總電流、各負(fù)載電阻上的電壓、各負(fù)載電阻中的電流。解：等效電阻總電流各負(fù)載上的電壓各負(fù)載上的電流六、電阻的混聯(lián)既有串聯(lián)又有并聯(lián)的電路稱為混聯(lián)。混聯(lián)電路形式多種多樣，但可以利用電阻串、并聯(lián)關(guān)系進(jìn)展逐步化簡(jiǎn)?！纠?-5】：教材P6 略【例2】：選

14、作如圖，求等效電阻。等效電阻的求解注意分流公式的使用 教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫解：等效電阻【例3】：如圖，求等效電阻。解： 等效電阻小結(jié)：講解了電阻元件和歐姆定律，要求學(xué)生了解電阻定律，熟練掌握局部電路和全電路歐姆定律，熟練掌握電阻串、并聯(lián)的特點(diǎn)及混聯(lián)電阻的等效變換。布置作業(yè)：1、教材P31 習(xí)題152、課外選作題：電路等效電阻的求解 教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫 教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫再次提醒：1、電阻的串、并聯(lián)特點(diǎn)；2、分壓、分流公式。 1.4 電路的三種工作狀態(tài)一、負(fù)載的額定值1、額定電流、額定電壓和額定功率電氣設(shè)備平安工作時(shí)所允許的最大電流、最大電壓和最大功率。2、銘牌數(shù)據(jù)通常電氣設(shè)備或

15、元件的額定值標(biāo)在產(chǎn)品的銘牌上，故額定值也稱銘牌數(shù)據(jù)。如一白熾燈標(biāo)有“220V/40W，表示它的額定電壓為220V，額定功率為40W。3、電氣設(shè)備的工作狀態(tài)1額定工作狀態(tài)：電氣設(shè)備或元件在額定功率下工作的狀態(tài)，也稱為滿載狀態(tài)。電氣設(shè)備滿載工作時(shí)經(jīng)濟(jì)合理、平安可靠。2輕載狀態(tài)：電氣設(shè)備或元件低于額定功率運(yùn)行的工作狀態(tài)，也稱為欠載狀態(tài)。電氣設(shè)備輕載工作時(shí)不經(jīng)濟(jì)。3過(guò)載狀態(tài)：電氣設(shè)備或元件高于額定功率運(yùn)行的工作狀態(tài)，也稱為超載狀態(tài)。電氣設(shè)備超載工作時(shí)容易損壞或造成嚴(yán)重事故，一般不允許出現(xiàn)。二、電路的三種狀態(tài)1、通路電源的有載工作將電路中的開關(guān)S閉合，電源與負(fù)載接通，構(gòu)成回路，電源處于有載工作狀態(tài)。a電

16、源的有載工作 b電源開路 c電源短路電路中的電流為：端電壓與輸出電流的關(guān)系為：電氣設(shè)備的工作狀態(tài)電路的三種狀態(tài)的特點(diǎn)教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫上式說(shuō)明：當(dāng)電源具有一定值的內(nèi)阻時(shí)，端電壓總是小于電源電動(dòng)勢(shì)；當(dāng)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻一定時(shí)，端電壓隨輸出電流的增大而下降。電源產(chǎn)生的功率=負(fù)載取用的功率+內(nèi)阻及線路損耗的功率。2、開路斷路將圖中的開關(guān)S斷開，電源處于開路狀態(tài)，也稱為電源的空載運(yùn)行，相當(dāng)于。此時(shí)負(fù)載上的電流、電壓和功率均為零。即：電源的開路電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)。，3、短路電源兩端由于某種原因直接接觸時(shí)，電源就被短路，電路處于短路運(yùn)行狀態(tài)。其特點(diǎn)是：被短路元件兩端電壓為0。電路中電流稱為短路電流，

17、且有，電源輸出電壓為。短路電流很大，如果沒(méi)有短路保護(hù)，會(huì)發(fā)生火災(zāi)。短路是電路最嚴(yán)重、最危險(xiǎn)的事故，是制止的狀態(tài)。產(chǎn)生短路的原因主要是接線不當(dāng)，線路絕緣老化損壞等。應(yīng)在電路中接入過(guò)載和短路保護(hù)?！纠?】：如下圖，不計(jì)電壓表和電流表內(nèi)阻對(duì)電路的影響，求開關(guān)在不同位置時(shí)，電壓表和電流表的讀數(shù)各為多少？解：開關(guān)接“1號(hào)位置，電路短路。電壓表讀數(shù)為0；電流表中的短路電流為：。開關(guān)接“2號(hào)位置，電路斷路。 教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫電壓表讀數(shù)為電源電動(dòng)勢(shì)的數(shù)值，即2V；電流表中無(wú)電流通過(guò)，。開關(guān)接“3號(hào)位置，電路處于通路狀態(tài)。電流表讀數(shù)：電壓表讀數(shù)：或教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫復(fù)習(xí)提問(wèn)：電路有載工作、開路與短

18、路的特點(diǎn)。 1.5 基爾霍夫定律電路有簡(jiǎn)單電路和復(fù)雜電路之分，不能用電阻串、并聯(lián)關(guān)系化簡(jiǎn)的電路叫做復(fù)雜電路。分析電路的方法很多，但它們的依據(jù)是電路的兩條根本定律歐姆定律和基爾霍夫定律。基爾霍夫定律既適用于直流電路，又適用于交流電路。它包括基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律兩個(gè)定律?；鶢柣舴螂娏鞫蓱?yīng)用于節(jié)點(diǎn)，基爾霍夫電壓定律應(yīng)用于回路。為了說(shuō)明該定律，先介紹電路的幾個(gè)根本術(shù)語(yǔ)。1支路：電路中的每一個(gè)分支稱為支路。它由一個(gè)或幾個(gè)相互串聯(lián)的電路元件構(gòu)成。在同一支路內(nèi)，流過(guò)所有元件的電流相等。如下圖電路中有3條支路，分別是ab、acb、adb。其中，含有電源的支路稱有源支路，不含電源的支路稱無(wú)源支路

19、。2節(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路所匯成的交點(diǎn)叫節(jié)點(diǎn)。圖中共有2個(gè)節(jié)點(diǎn)，分別是節(jié)點(diǎn)a和節(jié)點(diǎn)b。3回路：電路中任意由支路組成的閉合路徑叫回路。圖中共有3個(gè)回路，分別是abca、abda、adbca。4網(wǎng)孔：中間無(wú)支路穿過(guò)的最簡(jiǎn)單回路叫網(wǎng)孔或獨(dú)立回路。圖中共有2個(gè)網(wǎng)孔，分別是abca、abda。一、基爾霍夫電流定律第一定律，簡(jiǎn)稱KCL節(jié)點(diǎn)1、內(nèi)容1：在任一瞬間，流入某一節(jié)點(diǎn)的電流之和等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和。表達(dá)式為如上圖，對(duì)于節(jié)點(diǎn)a有：明確根本概念節(jié)點(diǎn)電流方程的列寫教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫將上式改寫成因此得到2、內(nèi)容2：在任一瞬間，流入或流出該節(jié)點(diǎn)的電流代數(shù)和恒等于零。符號(hào)的規(guī)定，流入節(jié)點(diǎn)的電流取“號(hào)

20、；流出節(jié)點(diǎn)的電流取“號(hào)。表達(dá)式為【例1-7】：如下圖電路，：，求：1AB支路的電流2交于B點(diǎn)的另一支路電流解：1對(duì)于節(jié)點(diǎn)A，有2對(duì)于節(jié)點(diǎn)B，有【例】：，求。解： 注意符號(hào)規(guī)定 教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫3、推廣應(yīng)用不僅適用于結(jié)點(diǎn)，還適用于任一假設(shè)的閉合面。把該閉合面看成廣義大節(jié)點(diǎn)，還可以列寫電流方程。假設(shè)把虛線所圍的閉合面看成是一個(gè)節(jié)點(diǎn)，應(yīng)有【例1-8】：，求：、和。解：，或用基爾霍夫電流定律的推廣形式，將中間三條支路看成一個(gè)廣義節(jié)點(diǎn)，那么有，。兩種結(jié)果完全一樣。KCL的推廣應(yīng)用教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫二、基爾霍夫電壓定律第二定律，簡(jiǎn)稱KVL回路1、內(nèi)容：在任一閉合回路中，沿某循環(huán)方向各局部電壓

21、降的代數(shù)和等于零。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：，符號(hào)的規(guī)定：電源正極指向負(fù)極的方向與循環(huán)方向一致，取“E號(hào)；正極指向負(fù)極的方向與循環(huán)方向不一致，取“E號(hào)。負(fù)載電流的參考方向與循環(huán)方向一致，電阻上的壓降取“IR號(hào)；電流的參考方向與循環(huán)方向不一致，電阻上的壓降取“IR號(hào)。以下圖中，對(duì)于回路abca，按順時(shí)針循環(huán)一周，根據(jù)電壓和電流的參考方向可列出。【例1-9】：如下圖電路，列出相應(yīng)的回路電壓方程。解：對(duì)于回路，電壓方程為對(duì)于回路，電壓方程為回路電壓方程的列寫及符號(hào)的規(guī)定教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫2、推廣應(yīng)用基爾霍夫電壓定律不僅適用于電阻、電源等實(shí)際元件構(gòu)成的回路，也適用于假想的回路。電路中a、b兩點(diǎn)間開路無(wú)電流

22、，設(shè)其間電壓為，對(duì)假想回路abdca，其循環(huán)方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，列出電壓方程因此可求出：【?-10】：如圖示電路，電壓，求。解：圖示電路右側(cè)可以假想為閉合回路，按順時(shí)針循環(huán)方向可得方程對(duì)于整個(gè)回路，按順時(shí)針循環(huán)方向列電壓方程：KVL的推廣應(yīng)用教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫【例】：選講如圖示電路，：，求各支路電流。解：節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，支路條數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)a有：，即 對(duì)于網(wǎng)孔，按順時(shí)針循環(huán)一周，根據(jù)電壓和電流的參考方向可列出：，即對(duì)于網(wǎng)孔，按逆時(shí)針循環(huán)一周，根據(jù)電壓和電流的參考方向可列出：，即3個(gè)方程聯(lián)立求解：解得： 小結(jié)：講解了基爾霍夫電壓定律、基爾霍夫電流定律，要求學(xué)生熟練掌握基爾霍夫電壓定律(KVL): U0

23、、基爾霍夫電流定律(KCL):I入I出、I0及其推廣應(yīng)用的靈活使用。布置作業(yè)：教材P29 習(xí)題812提醒何為網(wǎng)孔5教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫復(fù)習(xí)提問(wèn)：KCL，KVL？導(dǎo)入新課：二、電壓源與電流源1、電壓源 (是對(duì)外提供電壓的電源，開路狀態(tài)時(shí)，兩端有電壓，電流為零；當(dāng)接成閉合回路后，電壓源上有電流流過(guò))電壓源按其內(nèi)阻是否考慮可分為兩類：一類是忽略內(nèi)阻或內(nèi)阻為零的電壓源，稱為理想電壓源，或稱恒壓源；一類是考慮內(nèi)阻，內(nèi)阻不為零的電壓源，稱為實(shí)際電壓源。1理想電壓源恒壓源：內(nèi)阻為0* 輸出電壓恒定不變，U = E * 輸出電流由外負(fù)載決定， a理想電壓源 b實(shí)際電壓源 c外特性曲線 2實(shí)際電壓源理想電壓

24、源實(shí)際上是不存在的。一個(gè)實(shí)際電源總是有內(nèi)阻的，當(dāng)電源通過(guò)電流時(shí)，存在著能量損耗。一個(gè)實(shí)際電壓源可等效成一個(gè)理想電壓源E與內(nèi)阻RO串聯(lián)的模型。當(dāng)接上負(fù)載時(shí)，電源端電壓負(fù)載RL上的電壓和電流的關(guān)系2、電流源 (是對(duì)外提供電流的電源，開路狀態(tài)時(shí)，有電流存在，無(wú)端電壓；當(dāng)接成閉合回路后，電流源兩端有電壓存在)電流源按其內(nèi)阻是否考慮可分為兩類：一類是不考慮內(nèi)阻或內(nèi)阻為無(wú)窮大的電流源，稱為理想電流源，或稱為恒流源；一類是考慮內(nèi)阻，內(nèi)阻不為無(wú)窮大的電流源，稱為實(shí)際電流源。1理想電流源恒流源：內(nèi)阻為 * 輸出電流恒定不變，I = IS * 其端電壓由外負(fù)載決定，指針式萬(wàn)用表的使用教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫復(fù)習(xí)：

25、1、根本物理量電壓2、根本物理量電動(dòng)勢(shì) 1.6 電路中電位的計(jì)算一、概念：是描述某一點(diǎn)性質(zhì)的物理量。電位是分析電路常用的物理量，用“表示。從物理學(xué)可知，電壓就是電位的差值，即：在進(jìn)展電路研究時(shí)，常常要分析電路中各點(diǎn)電位的上下。為了確定電路中各點(diǎn)的電位值，必須選擇電位的零點(diǎn)，即參考點(diǎn)，在電路圖中用符號(hào)“來(lái)表示，又稱零電位。假設(shè)電路中O點(diǎn)為參考點(diǎn)，那么。其他各點(diǎn)的電位都同它相比擬，比它高的電位為正，比它低的電位為負(fù)。電路中某一點(diǎn)的電位等于該點(diǎn)到參考點(diǎn)之間的電壓。根據(jù)定義，電路中a點(diǎn)的電位為：【例1】：求各點(diǎn)電位 二、電位和電壓的區(qū)別A、電位針對(duì)一點(diǎn) 電壓針對(duì)兩點(diǎn) B、電位是相對(duì)的 電壓是絕對(duì)的三、

26、電位的意義* 相對(duì)的* 參考點(diǎn)不同，同一點(diǎn)電位不同* 一旦參考點(diǎn)選定，同一點(diǎn)的電位唯一兩個(gè)公式電位和電壓的區(qū)別電位的意義 教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫【例1-11】：如圖示電路，假設(shè)c為參考點(diǎn)，求、和假設(shè)b為參考點(diǎn)，再求、和解：假設(shè)c為參考點(diǎn)，即，那么，假設(shè)b為參考點(diǎn)，即，那么，小結(jié)：本次課講解了基爾霍夫電壓定律，要求學(xué)生熟練掌握基爾霍夫電壓定律(KVL): U0及其推廣應(yīng)用的靈活使用。 教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫前面用了大量的課時(shí)講解了直流電路的相關(guān)概念，對(duì)于具體電路應(yīng)該如何去分析呢?第二章 線性電路分析方法問(wèn)題的提出：求圖示電路中支路電流i1i6各支路電壓與電流采用關(guān)聯(lián)參考方向，用2b法求解電路

27、。問(wèn)題：要想求解電路所列方程數(shù)多，復(fù)雜電路難以下手，如何簡(jiǎn)化方法？ 2.1 支路電流法概念：以各支路電流為未知量列寫電路方程分析電路的方法。以上圖為例：支路數(shù) b=6，節(jié)點(diǎn)數(shù) n=41取支路電流 i1 i6為獨(dú)立變量，并在圖中標(biāo)定各支路電流參考方向；支路電壓u1 u6的參考方向 與電流的方向一致圖中未標(biāo)出。2根據(jù)KCL列各節(jié)點(diǎn)電流方程節(jié)點(diǎn) 1 i1 + i2 i6 =0節(jié)點(diǎn) 2 i2 + i3 + i4 =0節(jié)點(diǎn) 3 i4 i5 + i6 =0節(jié)點(diǎn)4 i1 i3 + i5 =0 可以證明：對(duì)有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路，獨(dú)立的KCL方程只有n-1個(gè) 。 節(jié)點(diǎn) 1 i1 + i2 i6 =0節(jié)點(diǎn) 2 i2

28、+ i3 + i4 =0節(jié)點(diǎn) 3 i4 i5 + i6 =0節(jié)點(diǎn)4為參考節(jié)點(diǎn)。理解概念 教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫3 選定b-n+1個(gè)獨(dú)立回路， 根據(jù)KVL列寫回路電壓方程。 回路1 u1 + u2 + u3 = 0回路2 u3 + u4 u5 = 0回路3 u1 + u5 + u6 = 0用支路電流表出支路電壓u1 =R1i1， u4 =R4i4，u2 =R2i2， u5 =R5i5，u3 =R3i3，u6 = uS+R6i6代入可得：R1 i1 + R2 i2 + R3 i3 = 0；R3 i3 + R4 i4 R5 i5 = 0； R1 i1 + R5 i5 + R6 i6 uS = 0

29、總結(jié)：支路法的一般步驟: 1 標(biāo)定各支路電流電壓的參考方向； 2 選定(n1)個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)，列寫KCL方程；3 選定b(n1)個(gè)獨(dú)立回路，列寫KVL方程；4求解上述方程，得到b個(gè)支路電流。 2.2 節(jié)點(diǎn)電壓法節(jié)點(diǎn)電壓法：以節(jié)點(diǎn)電壓為未知變量列寫電路方程分析電路的方法。舉例說(shuō)明：（1） 選定參考節(jié)點(diǎn)，標(biāo)明其余n-1個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)的電壓。2列KCL方程：i1+i2+i3+i4=iS1-iS2+iS3，-i3-i4+i5=-iS3 1 將支路電流用節(jié)點(diǎn)電壓表出：，將5式代入1著重支路法的步驟 教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫 進(jìn)一步整理得： 2（3） 求解上述方程得節(jié)點(diǎn)電壓。式2可化為： 該式為標(biāo)準(zhǔn)形式的節(jié)點(diǎn)電壓

30、方程總結(jié)：節(jié)點(diǎn)電壓求解電路的一般步驟：1選定參考節(jié)點(diǎn)，標(biāo)定n-1個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)；2對(duì)n-1個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)，以節(jié)點(diǎn)電壓為未知量，列寫其KCL方程；3求解上述方程，得到n-1個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓；4求各支路電流。2.3 疊加定理疊加定理：在線性電路中，任一支路電流或電壓都是電路 中各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)，在該支路產(chǎn)生的電流或 電壓的代數(shù)和。單獨(dú)作用：一個(gè)電源作用，其余電源不作用。 例：用疊加定理求圖中電壓u。 教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫(1) 10V電壓源單獨(dú)作用，4A電流源開路 u' =4V (2) 4A電流源單獨(dú)作用，10V電壓源短路 u= -4´2.4= -9.6V 共同作用：u=u'

31、 +u= 4+(- 9.6)= - 5.6V 應(yīng)用疊加定理時(shí)注意以下幾點(diǎn)：1. 疊加定理只適用于線性電路求電壓和電流；不能用疊加定理求功率(功率為電源的二次函數(shù))；不適用于非線性電路。2. 應(yīng)用時(shí)電路的構(gòu)造參數(shù)必須前后一致。3. 不作用的電壓源短路；不作用的電流源開路。4. 含受控源(線性)電路亦可用疊加，受控源應(yīng)始終保存。5. 疊加時(shí)注意參考方向下求代數(shù)和。2.4戴維南定理1、 幾個(gè)名詞：（1） 端口 端口指電路引出的一對(duì)端鈕，其中 從一個(gè)端鈕如 a a流入的電流一定等于從另一端鈕如b流出的電流。 （2） 一端口網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)與外部電路只有一對(duì)端鈕的連接。2、 戴維南定理：任何一個(gè)含有獨(dú)立電源、線

32、性電阻和線性受控源的一端口，對(duì)外電路來(lái)說(shuō)，可以用一個(gè)電壓源Uoc 和電阻Ri的串聯(lián)組合來(lái)等效替代；此電壓源的電壓等于外電路斷開時(shí)端口處的開路電壓，而電阻等于一端口中全部獨(dú)立電源置零后的端口等效電阻。 掌握節(jié)點(diǎn)電壓法、疊加法、戴維南定理分析方法 教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫小結(jié)：1戴維南等效電路中電壓源電壓等于將外電路斷開時(shí)的開路電壓Uoc，電壓源方向與所求開路電壓方向一樣。2串聯(lián)電阻為將一端口內(nèi)部獨(dú)立電源全部置零電壓源短路，電流源開路后，所得一端口網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。等效電阻的計(jì)算方法：a. 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部不含有受控源時(shí)可采用電阻串并聯(lián)的方法計(jì)算；b. 端口加電壓求電流法或加電流求電壓法內(nèi)部獨(dú)立電源置零。

33、c. 等效電阻等于端口的開路電壓與短路電流的比內(nèi)部獨(dú)立電源保存)。 3 當(dāng)一端口內(nèi)部含有受控源時(shí)，控制支路與受控源 支路必須包含在被等效變換的同一局部電路中。例：電路如以下圖所示，求電壓UR化簡(jiǎn)為：（1） 求開路電壓UocUoc=6I+3I ，I=9/9=1A ，從而求出Uoc=9V布置作業(yè)：教材P37習(xí)題510 教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫復(fù)習(xí)提問(wèn)：正弦函數(shù)的波形導(dǎo)入新課：第三章 正弦交流電路§3.1 正弦量的根本概念一、什么是交流電直流電量：大小和方向均不隨時(shí)間變化而變化的電量。交流電量：大小和方向均隨時(shí)間作周期性的變化，且在一個(gè)周期內(nèi)平均值為零。正弦交流電量：大小和方向隨時(shí)間按正弦

34、函數(shù)規(guī)律變化的電流、電壓或電動(dòng)勢(shì)稱為正弦交流電流、正弦交流電壓或正弦電動(dòng)勢(shì)，統(tǒng)稱為正弦交流電或正弦量。和直流電相比，交流電具有以下優(yōu)點(diǎn)：1交流電比直流電輸送方便、使用平安。2交流電機(jī)構(gòu)造比直流電機(jī)簡(jiǎn)單，本錢也較低，使用維護(hù)方便、運(yùn)行可靠。3可以應(yīng)用整流裝置，將交流電變換成所需的直流電。二、交流電的產(chǎn)生由交流發(fā)電機(jī)提供，也可由振蕩器產(chǎn)生。三、正弦交流電的三要素 瞬時(shí)值表達(dá)式或解析式為：由上式可知，正弦交流電的特征具體表現(xiàn)在變化的快慢、振幅的大小和計(jì)時(shí)時(shí)刻的狀態(tài)三個(gè)方面，這三個(gè)量稱為正弦量的“三要素，它們分別用角頻率或頻率、周期、最大值或有效值和初相位來(lái)表示。1、周期、頻率與角頻率周期：正弦交流量

35、變化一次所需要的時(shí)間，用表示，它的單位是秒。正弦量的“三要素教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫頻率：正弦量每秒內(nèi)變化的次數(shù)，用表示，單位是赫茲。根據(jù)定義，頻率與周期互為倒數(shù)，即： 或 角頻率：表示正弦量每秒變化的弧度數(shù)，用表示，單位是弧度每秒。T、三者之間的關(guān)系為：常識(shí)：在我國(guó)工農(nóng)業(yè)及生活中使用的交流電頻率為，周期為，角頻率為或，習(xí)慣上稱為工頻。2、瞬時(shí)值、最大值與有效值瞬時(shí)值：指正弦量在任意瞬時(shí)對(duì)應(yīng)的值。用小寫字母表示，如、。最大值：表示瞬時(shí)值中最大的值，又叫振幅值、峰值，用帶有下標(biāo)“的大寫字母表示，如、。工程上常采用有效值來(lái)衡量交流電能量轉(zhuǎn)換的實(shí)際效果。有效值是根據(jù)交流電流和直流電流的熱效應(yīng)相等的原

36、那么來(lái)定義的。 經(jīng)數(shù)學(xué)推算可以得出正弦交流電的有效值和最大值之間的關(guān)系： 注意：符號(hào)不可以亂用。1如無(wú)特別說(shuō)明，本書中所說(shuō)的交流電流、電壓的大小，均指有效值。2電氣設(shè)備銘牌標(biāo)注的額定值也是指有效值。3用交流電表測(cè)得的值為交流電量的有效值。4市用照明電壓為,指的是有效值，最大值為工頻含義最大值與有效值關(guān)系教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫3、相位和初相位正弦量在任意時(shí)刻的點(diǎn)角度稱為相位角，簡(jiǎn)稱相位或相角，用表示。時(shí)的相位稱為初相位或初相角，簡(jiǎn)稱初相。習(xí)慣上初相的取值范圍在到之間，即：。小結(jié)：要求學(xué)生了解正弦電量的特點(diǎn)，掌握正弦交流電的三要素，以及相關(guān)概念的計(jì)算。初相范圍教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫提問(wèn)：1、正

37、弦交流電的三要素；2、瞬時(shí)值表達(dá)式的書寫。四、同頻率正弦電量的相位關(guān)系一個(gè)正弦交流電路中，電壓和電流的頻率是一樣的，但它們的初相位有可能不同，進(jìn)展加減運(yùn)算時(shí)，常常要考察它們之間的相位關(guān)系。相位差是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。兩個(gè)同頻率的正弦量的相位角之差稱相位差，用表示。設(shè)兩個(gè)同頻率的正弦電壓和電流分別為： 它們的相位差為： 即：同頻率的兩個(gè)正弦量，其相位差等于它們的初相位之差。a超前、滯后 b同相 c反相 d正交在圖a中，稱為比超前角，或稱為比滯后角；在圖b中，稱為和同相；在圖c中，稱為和反相；在圖d中，稱為和正交。同頻率正弦電量的相位關(guān)系教 學(xué) 內(nèi) 容注意點(diǎn)手寫【例1】：一正弦電動(dòng)勢(shì)最大值為380V，頻率為50HZ，初相為，寫出瞬時(shí)表達(dá)式。解：【例2】：正弦電壓，求：，U，T，f，解：，。【例3-1】：兩正弦電動(dòng)勢(shì)分別是：，求：各電動(dòng)勢(shì)的最大值、有效值、頻率、周期、初相位和相位差。解：，超前。五、正弦交流電的相量圖表示法任何一個(gè)正弦量，都可以找到一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的空間矢量。一個(gè)正弦量有三大要素，即角頻率、最大值和初相。正弦交流電路計(jì)算時(shí)只要兼顧有效值和初相這兩個(gè)要素即可。而空間矢量正好有兩個(gè)要素，即模與幅角指極坐標(biāo)式