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1、文章文章厦门电子职业中专学校第一章第一章1.11.1教教案案纸纸第页检查学科授授电子电工技术课课班时直流电路直流电路电路电路2教 具级间2016.9授课时数教学方法多媒体、黑板、粉笔讲解,启发,问答、实物演示教学目1 介绍课程以及教学大纲的2 了解电路的基本概念及组成3 掌握元件符号1 电路的基本组成点2 掌握元件符号点3 学会画电路图掌握元件符号和电路图问教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计教 学 追 记教和学难重复习提1/42文章文章1.11.1电路电路图 1-1 简单的直流电路一、电路的基本组成1什么是电路?什么是电路?电路是由各种元器件(或电工设备)按一定方式联接起来的总
2、体,为电流的流通提供了路径。如图 1-1 所示。2电路的基本组成电路的基本组成电路的基本组成包括以下四个部分:(1)电源(供能元件):为电路提供电能的设备和器件。提问(2)负载(耗能元件):使用(消耗)电能的设备和器件(如灯泡等用电器)。(3)控制器件:控制电路工作状态的器件或设备(如开关等)。(4)联接导线:将电器设备和元器件按一定方式联接起来(如各种铜、铝电缆线等)。教教案案纸纸 附附 页页第 1 页教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计教 学 追 记2/42文章文章3电路的状态电路的状态(1)通路(闭路):电源与负载接通,电路中有电流通过,电气设备或元器件获得一定的电压和电功
3、率,进行能量转换。(2)开路(断路):电路中没有电流通过,又称为空载状态。(3)短路(捷路):电源两端的导线直接相连接,输出电流过大对电源来说属于严重过载,如没有保护措施,电源或电器会被烧毁或发生火灾,所以通常要在电路或电气设备中安装熔断器、保险丝等保险装置,以避免发生短路时出现不良后果。画图讲解二、电气元件符号三、基本电路图由理想元件构成的电路叫做实际电路的电路模型,也叫做实际电路的电路原理图,简称为电路图。例如,图1-2 所示的手电筒电路。理想元件:电路是由电特性相当复杂的元器件组成的,为了便于使用数学方法对电路进行分析,可将电路实体中的各种电器设备和元器件用一些能够表征它们主要电磁特性的
4、理想元件(模型)来代替,而对它的实际上的结构、材料、形状等非电磁特性不予考虑。图 1-2 手电筒的电路原理图厦门电子职业中专学校教教案案纸纸3/42文章文章第页学科电子电工技术第一章第一章1.21.2直流电路直流电路电路的常用物理量电路的常用物理量6教具检查多媒体、黑板、粉笔授课班级授课时间2016.10授 课 时 数教 学 方 法讲解,启发,问答、实物演示1、掌握电流、电压、电功率、电能等基本概念。教学目的2、电路的物理量(电流、电压、电能和电功率)代表的含义及单位。3、了解额定功率以及实际功率的计算1、掌握电流、电压、电功率、电能等基本概念。教学重点2、电路的物理量(电流、电压、电能和电功
5、率)代表的含义及单位。和难点3、了解额定功率以及实际功率的计算复习提问画元件符号和电路图教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计教学追记4/42文章文章1.21.2电路的常用物理量电路的常用物理量1.2.11.2.1电流电流一、电流的基本概念1电流:电路中带电粒子在电源作用下有规则地移动(习惯上规定正电荷移动的方向为电流的实际方向)。2电流参考方向:是预先假定的一个方向,参考方向也称为正方向,在电路中用箭头标出。(1)图1.2(a),I=3 A 计算结果为正,表示电流实际方向与参考方向一致。(2)图 1.2(b),I=3 A 计算结果为负,表示电流实际方向与参考方向相反。注意:注意:
6、电流的正、负只有在选择了参考方向之后才有意义。提问,电流时初中学过的知识图 1.21 电流的方向教教案案纸纸 附附 页页第 1 页教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计教 学 追 记5/42文章文章特例:交流电的实际方向是随时间而变的。如果某一时刻电流为正值,即表示该时刻电流的实际方向与参考方向一致;如果是负值,则表示该时刻电流的实际方向与参考方向相反。3电流的大小为IQt电流的单位是安(培)(A)。常用的电流单位还有毫安(mA)、微安(A)等。1A 103mA 06A4、直流电流和交流电流(1)直流电流如果电流的大小及方向都不随时间变化,即在单位时间内通过导体横截面的电量相等,则
7、称之为稳恒电流稳恒电流或恒定电流恒定电流,简称为直流(Direct Current),记为 DC 或 dc,直流电流要用大写字母 I 表示。qQI 常数tt直流电流 I 与时间 t 的关系在 It 坐标系中为一条与时间轴平行的直线。(2)交流电流如果电流的大小及方向均随时间变化,则称为 变动电流变动电流。对电路分析来说,一种最为重要的变动电流是正弦交流电流正弦交流电流,其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化,将之简称为交流(Alternating current),记为AC 或 ac,交流电流的瞬时值要用小写字母 i 或 i(t)表示。5、电流对负载有各种不同的作用和效应,如表1.1 所示
8、。光效应在气体和一些半热效应总出现磁效应总出现导体中出现电熨斗、电烙铁、熔断器化学效应在导电的溶液中出现继电器线圈、开关装置对人体生命的效应白炽灯、发光二极管蓄电池的充电过程事故、动物麻醉教教案案纸纸 附附 页页6/42文章文章第 2 页教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计1.2.21.2.2 电压与电动势电压与电动势电压:可以通过电荷的分离产生,如图 1.22。要把不同极性的电荷分离开,就必须对电荷做功。在电荷分离过程中,这两种不同极性的电荷之间便产生了电压。教 学 追 记图 1.22电子电工技术 电子电工技术1电压的基本概念电压是指电路中两点 A、B 之间的电位差(简称为电压
9、),其大小等于单位正电荷因受电场力作用从 A 点移动到 B 点所作的功,电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。电压的国际单位制为伏特(V),常用的单位还有毫伏(mV)、微伏(V)、千伏(kV)等,它们与伏特的换算关系为1 mV=103 V;1 V=106 V;1 kV=103 V2直流电压与交流电压如果电压的大小及方向都不随时间变化,则称之为稳恒电压或恒定电压,简称为直流电压,用大写字母U 表示。如果电压的大小及方向随时间变化,则称为变动电压。对电路分析来说,一种最为重要的变动电压是正弦交流电压(简称交流电压),其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化。交流电压的瞬时值要用小写字母u 或
10、 u(t)表示。3电源电动势(电动势):它表征非静电力在电源内部搬运电荷所做的功与被移送电荷量的比值。4电动势的大小为WE SQ电动势的单位为伏特(V)。5电动势的方向规定由电源负极指向电源正极,如图1.23 所示。图 1.23电动势的方向7/42文章文章教教案案纸纸 附附 页页第 3 页教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计教 学 追 记8/42文章文章图 1.23 所示电路中,非静电力将电荷分离搬运到电源两端,当外电路闭合时,电荷会经外电路移动而形成外电路电流I。6电压表征静电力在电源外部搬运电荷所做的功(W)与被移送电荷量(Q)的比值。即U WQ电压的单位和电动势的单位一样也
11、是伏特(V)。7电压的方向规定由电源正极(高电位端)指向电源负极(低电位端)。1.2.31.2.3电位电位1什么是电位?就像空间的每一点都有一定的高度一样,电路中每一点都有一定的电位。2电位有什么作用?由于空间高度的差异,才会引起液体从高向低流动。电路中电流产生也必须有一定的电位差,在电源外部通路中,电流从高电位点流向低电位点。3电位用字母V 表示,不同点的电位用字母V 加下标表示。例如VA表示 A 点的电位值。4零电位点:衡量电位高低的一个计算电位的起点,该点的电位值规定为 0V。习惯上常规定大地的电位为零,称为参考点。5电路中零电位点规定之后,电路中任何一点与零电位之间的电压,就是该点的电
12、位。反之各点电位已知后,就能求出任意两点(A、B)间的电压。例如,V A 5V,V B 3V,那么 A、B 之间的电压为UAB VA VB=(5 3)V 2 V1.2.41.2.4电能电能1电能:若导体两端电压为U,通过导体横截面积的电荷量为Q,电场力所做的功就是电路所消耗的电能:W=QU=U I t2电能的单位为焦耳(J)。在实际应用中常以千瓦时(kW h)(曾称度)作为电能的单位。1 kWh 时在数值上等于功率为 1 kW 的用电器工作 1 h 所消耗的电能。1 度 1 kW h 1000 W 3 600 s 3.610W s 3.6 106 J3电能的测量是利用电能表(俗称电度表),如图
13、 1.24 所示。例 1.1一台 25 in.彩电额定功率是 120 W,每千瓦时电的电费为0.45 元,共计工作 5 小时,电费为多少?解电费=千瓦数 用电小时数 每千瓦时费用=0.12 5 0.45 元 0.27 元6教教案案纸纸 附附 页页9/42文章文章第 4 页教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计图 1.24电度表及接线教 学 追 记1.2.51.2.5 电功率电功率1电功率:用电设备单位时间(t)里所消耗的电能(W)叫做电功率:P 若是纯电阻电路:WU ItU2RP=UI=I2R=2电功率是利用功率表进行测量的,其测量线路如图1.25 所示。图 1.25功率表测功率功
14、率表测电压的线圈(1、2)并联在电路上,测量电流的线圈(3、4)串联在电路上。例 1.2一台电炉的额定电压为220 V,额定电流为 5 A,该电炉电功率为多大?解PU I 220 5 W 1 100 W=1.1 kW10/42文章文章教教案案纸纸 附附 页页第 5 页教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计教 学 追 记11/42文章文章1.2.61.2.6 电气设备额定值电气设备额定值1额定值:电气设备在正常工作时对电流、电压和功率具有一定限额。2额定值表示方法:(1)利用铭牌标出(电动机、电冰箱、电视机的铭牌);(2)直接标在该产品上(电灯泡、电阻);(3)从产品目录中查到(半导
15、体器件)。3额定状态:应用中实际值等于额定值时,电气设备的工作状态。4过载:实际值超过额定值。5欠载:实际值低于额定值。例 1.8标有 100、4 W 的电阻,如果将它接在 20 V 或 40 V 的电源上,能否正常工作?解该电阻阻值为 100,额定功率为4 W,也就是说,如果该电阻消耗的功率超过 4 W,就会产生过热现象甚至烧毁。(1)在 20 V 电压作用下时U2202P W 4 WR100该值等于额定功率,因此在20V 的电源电压时可以正常工作。(2)在 40V 电压作用下时,同理可得402PW 16 W10016 W 4 W,此时该电阻消耗的功率已经大大超过其额定值,这种过载情况极易烧
16、毁电阻,使其不能正常工作。应更换阻值相同,额定功率大于或等于16 W 的电阻。1电流是一种物理现象,又是一个表示带电粒子定向运动强弱的物理量(电流会使导线发热,指的是物理现象;电路中有3A 的电流,是指其电流的强弱)。2电流的参考方向是任意假定的,在电路图中用箭头标示。如果有了电流的参考方向又有了电流的正值或负值,才可以判定出导体中电流的真实方向。3电压产生的本质是不同极性的电荷分离,而产生电压的方式有多种。电压的实际方向,习惯上规定高电位点指向低电位点。4电动势不仅有大小,也有方向。它的实际方向习惯上规定由低电位点指向高电位点(经内电路)。电动势单位与电压单位一致是“伏特”。5为了描述某点电
17、位高低,在选定一零电位点(参考点)以后,就可以用电位概念来表征某点电位的高低了。6电位的值与参考点的选择有关,而电压与电位参考点的选择无关。7电路所消耗的电能是指在电场力的作用下,该电路两端电压使电路中电荷移动所做的功。8电能测量可使用电能表,电能表接线按“相线1 进 2 出,零线3 进 4 出”的原则。9电功率数学表达式为P U IP=UI=R I2=U2 R厦门电子职业中专学校教教案案纸纸12/42文章文章第页学科授授电子电工技术课课班时第一章第一章直流电路直流电路电阻元件,欧姆定律电阻元件,欧姆定律4教 具检查多媒体、黑板、粉笔1.31.3级间2016.11授课时数教学方法讲解,启发,问
18、答、实物演示教学目1、解释电阻元件的电压、电流关系。2、了解电阻定律,掌握欧姆的计算的3、掌握色环电阻的读数方法1、解释电阻元件的电压、电流关系。点2、掌握欧姆的计算点3、掌握色环电阻的读数方法掌握电流、电压、电功率、电能等基本概念。问教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计教 学 追 记教和学难重复习提13/42文章文章1.31.3电阻元件电阻元件1.3.11.3.1 电阻元件电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件,例如灯泡、电热炉等电器。复习提问lS制成电阻的材料电阻率,国际单位制为欧姆 米(m);l绕制成电阻的导线长度,国际单位制为米(m);S 绕制成电阻的导线横截面积,国际单
19、位制为平方米(m2);R 电阻值,国际单位制为欧姆()。经常用的电阻单位还有千欧(k)、兆欧(M),它们与 的换算关系为1 k=103;1 M=106电阻定律:R 1.3.21.3.2 电阻元件的电流、电压关系电阻元件的电流、电压关系1电阻的电流、电压关系特性:将电阻两端电压与流过电阻电流的关系用图形表示。在电阻为恒定值时,电流、电压关系特性如图1.14 所示。教教案案纸纸 附附 页页第 1 页教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计教 学 追 记14/42文章文章注意:电阻越小,这条直线越陡。1.3.31.3.3线性电阻和非线性电阻线性电阻和非线性电阻图 1.14电阻的电流、电压特
20、性1线性电阻:电压、电流特性如图1.15(a)所示,电阻是常数。2非线性电阻:电压、电流特性如图1.15(b)所示,电阻不是常数。(a)(b)工作电压/V46.310162532405063图 1.15电阻的电流、电压特性1.3.41.3.4常用电阻元件常用电阻元件1线性性电阻(1)电阻参数标注:直接标注在电阻上;色环标注。色环表示的意义如表1.2 所示。表 1.2色标符号规定颜色银色金色黑色棕色红色橙色黄色绿色蓝色紫色灰色白色无色有效数字0123456789乘数102101100101102103104105106107108109允许偏差(%)10 5 1 2 0.5 0.25 0.1+5
21、0,20 20本章重点教教案案纸纸 附附 页页15/42第 2 页教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计教 学 追 记16/42文章文章(2)二位有效数字色环标记:如图1.17 所示,该电阻的阻值为2 700,允许偏差5%;(3)三位有效数字色环标记:如图1.18 所示,该电阻的阻值为33 200,允许偏差1%。图 1.17两位有效数字色标示例图 1.18三位有效数字色标示例常识了解2非线性电阻(1)热敏电阻外形如图1.19 所示。(2)热敏电阻:负温度系数热敏电阻,简称NTC(Negative TemperatureCoefficient)电阻;应用于温度测量和温度调节,还可以作
22、为补偿电阻,对具有正温度系数特性的元件(例如晶体管)进行补偿;抑制小型电动机、电容器和白炽灯在通电瞬间所出现的大电流(冲击电流)。正温度系数热敏电阻,简称PTC(PositiveTemperature Coefficient)电阻。PTC 电阻可用于小范围的温度测量、过热保护和延时开关。(3)压敏电阻:如图 1.20 所示。图 1.19热敏电阻图 1.20压敏电阻压敏电阻可用于过压保护,将它并联在被保护元件两端,当出现过电压时,其电阻急剧减小,将电流分流以保护并联在一起的元件。教教案案纸纸 附附 页页17/42文章文章第 3 页教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计教 学 追 记1
23、.3.51.3.5 欧姆定律欧姆定律1基本概念:(1)内电路:电源本身的电流通路。(2)内阻:内电路的电阻。(3)外电路:电源以外的电流通路。(4)全电路:内电路和外电路总称。2图 1.11 所示为全电路。图 1.11全电路(1)对于外电路,在电路电压一定的情况下,电路电阻越大,电路中电常识了解(a)(b)流就越小。UR应用欧姆定律时,应注意电流I 和电压 U 的参考方向:图 1.12(a)中,电流为I I 图 1.12(b)中,电流为URUI R例 1.3试求图 1.13(a)所示电路中的电流,图中电压为1.5 V,电阻为 1。图 1.12应用欧姆定律时的参考方向图 1.13例题 1.3 附
24、图18/42文章文章教教案案纸纸 附附 页页第 4 页教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计教 学 追 记19/42文章文章解图 1.13(a)所示电路中没有标出电流方向,可以设定其参考方向如图1.13(b)所示,电压和电流参考方向一致,那么小结I U1.5A 1.5 AR1若按图 1.13(c)设定其参考方向,由于电压和电流参考方向选用不一致,那么I U1.5A 1.5 A1RER0 R计算结果 I 0,说明图 1.13(c)设定的电流方向与实际方向相反。(2)全电路欧姆定律I 电源内阻越小,可以更多地向外电路提供电流(电能)。【四、小结】【四、小结】1应用欧姆定律列式时,当电压
25、和电流的正方向选得相反时,表达式须带负号。2全电路欧姆定律。电流形式表达式为I 电压形式表达式为E R I+R0I U U0ER0 R厦门电子职业中专学校教教案案纸纸20/42文章文章第页学科授授电子电工技术课课班时第一章第一章1.41.4直流电路直流电路检查4教 具多媒体、黑板、粉笔电阻的连接电阻的连接级间2016.12授课时数教学方法讲解,启发,问答、实物演示教学目1、电阻负载的串联、并联的连接和计算。的2、了解等效的概念。3、分压公式及分流公式的灵活应用1、电阻负载的串联、并联的连接和计算。点2、了解等效的概念。点3、分压公式及分流公式的灵活应用教和学难重复习提问欧姆定律教 学 内 容、
26、方 法、过 程 和 板 书 设 计教 学 追 记21/42文章文章1.4.11.4.1 负载的串联负载的串联串联形式如图1.41所示。1.41.4电阻的连接电阻的连接复习提问图 1.41 负载的串联串联时:(1)电路中流经各负载电阻的电流I 相同。(2)各负载电阻两端电压分别为U1 R1I,U2 R2I,U3 R3I教教案案纸纸 附附 页页第 1 页教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计教 学 追 记22/42文章文章(3)电源总电压等于各负载电阻两端电压之和U=U1+U2+U3(4)串联后的等效电阻为R=R1+R2+R3例 1.5 求图 1.42 所示电路中的总电阻、总电流、各电
27、阻上的电压降、总电压降。画图讲解图 1.42 例 1.5 附图解 电路总电阻R=R 1+R 2+R 3=(2+3+7)=12总电流I R 1电阻上电压降U240A=20 AR12U1=I R 1=20 2 V 40 VR 2电阻上电压降U2=I R 2=20 3 V 60 VR 3电阻上电压降U3 I R 3=20 7 V 140 V总电压为各电阻上电压降之和,即U=U1+U2+U3=(40+60+140)V 240 V例 1.4 将一个标称值为 6.3 V 0.3 A 的指示灯与一个 100的可变电阻串联起来,接在 24V 的电压上(如图 1.43 所示),若要使指示灯两端电压达到额定值,可
28、变电阻的阻值应调节到多大?解:可变电阻在这里起分压作用,其两端电压:U1 U U2(24 6.3)V 17.7 V因为流过可变电阻和流过指示灯的电流相等,所以可变电阻的阻值应调节到U17.7RP1 59I0.3图 1.43 例 1.6 附图教教案案纸纸 附附 页页23/42文章文章第 2 页教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计在串联了分压电阻以后,可以使额定电压较小的负载在较高的电源电压下工作。选择分压电阻时,应使负载得到额定的电压和电流。1.4.21.4.2 负载的并联负载的并联并联形式如图 1.44 所示。教 学 追 记画图讲解图 1.44 负载的并联并联时:(1)电路中各负
29、载端电压U 与电源电压相同。(2)各负载电阻中的电流分别为I1UUU,I2,I3R1R2R3(3)电源发出的总电流等于各负载电流之和I=I1 I2 I3(4)并联后的等效电阻为1111RR1R2R3例 1.7 求图 1.45 所示电路中流过各电阻的电流及总电流。图 1.45 例题 1.7 附图U120A 15 AR28U120I3A 10 AR312I224/42文章文章教教案案纸纸 附附 页页第 3 页教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计教 学 追 记25/42文章文章总电流I=I1+I2+I3=(30 15 10)A=55 A总电阻1111111=RR1R2R34812R 2
30、.2或R 120U 2.255I【四、小结】【四、小结】1串联是多个电阻依次连接并通过同一电流。电阻串联有分压的作用。2并联是将多个电阻连接在两个公共节点之间,承受同一电压。电阻并联有分流作用。3无论是串联还是并联等效电阻,都是从电路的端口对外电路等效的,其内部是不能等效的。4在只要求估算时,阻值相差很大的两个电阻串联,小电阻的分压作用可以忽略不计;阻值相差很大的两个电阻并联,大电阻的分流作用可以忽略不计。厦门电子职业中专学校教教案案纸纸26/42文章文章第页学科授授电子电工技术课课班时第一章第一章1.51.5直流电路直流电路检查多媒体、黑板、粉笔基尔霍夫定律及支路电流法基尔霍夫定律及支路电流
31、法授课时数教学方法6教 具级间2017.1讲解,启发,问答、实物演示教学目教和学难重1、掌握基尔霍夫第一、第二定律2、应用基尔霍夫第二定律列独立方程式。的3、应用基尔霍夫定律列m 个独立方程。1、掌握基尔霍夫第一、第二定律点2、应用基尔霍夫第二定律列独立方程式。点3、应用基尔霍夫定律列m 个独立方程。问1电位的概念。2全电路欧姆定律。教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计教 学 追 记复习提27/42文章文章1.511.51 基尔霍夫第一定律电流定律(基尔霍夫第一定律电流定律(KCLKCL)1支路:一段不分岔的电路。2结点:有三条或三条以上支路的连接点。3基尔霍夫第一定律:任一瞬时
32、电路在结点上电流的代数和为零,即 I 0例 1.10 列写出图 1.51 路中结点 A 的基尔霍夫第一定律表达式。1.51.5 基尔霍夫定律及支路电流法基尔霍夫定律及支路电流法复习提问图 1.51具有两个结点的电路教教案案纸纸 附附 页页第 1 页教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计教 学 追 记28/42文章文章解 对于结点上的电流,假设流入结点电流为正,流出结点电流为负。那么I1 I2(I3)0或I1 I2 I3可见,基尔霍夫第一定律也可描述为流入结点电流的代数和等于流出结点电流的代数和。1.521.52 基尔霍夫第二定律电压定律(基尔霍夫第二定律电压定律(KVLKVL)1回
33、路:在电路中由支路组成的任一闭合路径。注意:图1.34 所示电路中除了有回路 和回路 以外,沿电路外围由电动势E1、电阻 R1、R3也构成一个回路。2基尔霍夫第二定律:任一瞬时沿回路绕行一周,所有电动势的代数和等于所有电压降的代数和即,E U或 E RI例 1.11 列写出图 1.34 电路中回路 的基尔霍夫第二定律表达式。解 设定回路 的绕行方向为顺时针方向,那么电动势方向与绕行方向一致时为正,相反时为负;电压降方向由电流方向决定,所以电流方向与绕行方向一致时为正,相反时为负。E1E2 R1I1 R2I2或E1 R2I2 E2+R1I11.531.53 支路电流法支路电流法1复杂电路:指像图
34、 1.51 所示的这种无法用串、并联方法直接应用欧姆定律求解的电路。2支路电流法:以支路电流为求解对象,应用基尔霍夫第一、第二定律对结点和回路列出所需的方程组,然后求解各支路电流。3支路电流法解题步骤:步骤一:选择各支路电流参考方向。在图1.51 中,选取支路电流I1、I2和 I3的参考方向如图中所示。步骤二:根据结点数列写独立的结点电流方程式。在图1.34 所示电路中,有A 和B 两个结点,利用 KCL 列出结点方程式。结点 A:I1 I2 I3 0结点 B:I1 I2 I3 0画图讲解教教案案纸纸 附附 页页29/42文章文章第 2 页教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计教
35、学 追 记一般来说,电路中有 2 个结点时,只能列出 1 个独立方程,可以在 2 个结点中任选其中 1 个方程。步骤三:根据网孔,利用KVL 列写回路电压方程式,补齐不足的方程数。一般情况下以自然网孔为对象列写电压方程为宜,这样可以防止列写的电压方程不独立。利用 KVL,对回路 I 和回路 II 列写电压方程式回路 I I:E1 E2 R1I1 R2I2回路 II II:E2 R2I2 R3I3步骤四:联立求解方程组,求出各支路电流。I1 I2 I3 0E1 E2 R1I1 R2I2E2 R2I2 R3I3代入已知数值 R1、R2、R3、E1、E2,可求得电流 I1、I2、I3。例 1.12
36、在图 1.35 所示电路中,已知 R1 5,R2 10,R3 15,E1 80 V,E2 80 V,求各支路中的电流。画图讲解图 1.35 例题 1.12 附图解 应用支路电流法求解该电路,由于待求支路有3 条,所以必须列出 3 个独立方程才能求解 3 个未知电流 I1、I2和 I3。(1)设各支路电流参考方向如图1.35 中所示。(2)应用 KCL 对结点 A 列写电流方程I1 I2 I3 0(3)应用 KVL 对回路列写电压方程式,因为已列出 1 个独立的电流方程,所以必须补写 2 个独立的电压方程,按网孔选定2 个回路,绕行方向如图 1.35 所示。回路:E1 R1I1 R3I3回路:E
37、2 R2I2 R3I3(4)联立求解方程组,求出各支路电流数值。30/42文章文章教教案案纸纸 附附 页页第 3 页教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计教 学 追 记31/42文章文章I1 I2 I3 0E1 R1I1 R3I3E2 R2I2 R3I3代入参数I1 I2 I3 0180 5 I1 15 I380 10 I2 15 I3解联立方程可得I1 12 A,I2 4 A,I3 8 A求得结果中 I1和 I3为正值,说明电流的实际方向与参考方向一致;I2为负值,说明电流的实际方向与参考方向相反。【四、小结】【四、小结】支路电流法是基尔霍夫定律在复杂电路中的应用。其求解步骤如下
38、:(1)确定电路的支路数m,选定各支路电流的正方向;(2)若电路共有n 个节点,利用基尔霍夫电流定律列出列(n 1)个独立的节点电流方程。(3)利用基尔霍夫电压定律列写出独立回路的电压方程式,一般按网孔选择的回路,列写的方程都是独立的;(4)解独立方程数目等于m 个联立方程式,即可求出各支路电流的;(5)利用欧姆定律和基尔霍夫电压定律求出各支路电压。画图讲解厦门电子职业中专学校教教案案纸纸32/42文章文章第页2.12.1交流电的基础知识交流电的基础知识学科授授教电子电工技术课课学班时目级间2017.1的【教学重点】教和学难重点点正弦交流电的三要素。【教学难点】正弦交流电的角频率、有效值、相位
39、、初相位和相位差正弦函数及表达形式。复习提问授课时数教学方法6教 具多媒体、黑板、粉笔检查讲解,启发,问答、实物演示描述正弦交流电的基本概念。了解正弦量的三要素。教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计教 学 追 记33/42文章文章2.1.12.1.1交流电的基本概念交流电的基本概念交流电:大小和方向随时间作周期性变化,并且在一个周期内的平均值为零的电压、电流和电动势。图 2.1 画出了直流电和几种交流电的波形。复习提问图 2.1直流电和交流电的波形教教案案纸纸 附附 页页第 1 页教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计教 学 追 记34/42文章文章2.1.22.1.
40、2正弦交流电相关量正弦交流电相关量1周期:交流电变化一个循环所需要的时间,如图2.3 所示。2频率:交流电在单位时间内(每秒钟)完成的周期数,单位是赫兹(Hz)。频率和周期是互为倒数,即f 1T图 2.3正弦交流电的波形3角频率:单位时间内变化的角度(以弧度为单位),单位是弧度/秒(rad s)。角频率与周期 T、频率 f 之间的关系为 2 f例 2.1我国供电电源的频率为 50 Hz,称为工业标准频率,简称工频,其周期为多少?角频率为多少?解T11s 0.02 sf50 2 f 2 3.14 50 rad s=314 rad s即工频 50 Hz 的交流电,每 0.02 s 钟变化一个循环,
41、每秒钟变化50 个循环。4瞬时值:交流电每一瞬时所对应的值。5最大值:交流电在一个周期内数值最大的值。6有效值:规定用来计量交流电大小的物理量。如果交流电通过一个电阻时,在一个周期内产生的热量与某直流电通过同一电阻在同样长的时间内产生的热量相等,就将这一直流电的数值定义为交流电的有效值。正弦交流电的有效值和最大值之间的关系为II m 0.707 Im2一般情况下,人们所说的交流电流和交流电压的大小以及测量仪表所指示的电流和电压值都是指有效值。教教案案纸纸 附附 页页35/42文章文章第 2 页教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计例 2.2我国生活用电是 220 V 交流电,其最大
42、值为多少?解Um2U 2 220 V 311 V7相位:正弦交流电流在每一时刻都是变化的,(t+0)是该正弦交流电流在t 时刻所对应的角度。8初相角:t 0 所对应的角度0。9相位差:两个同频正弦交流电的相位之差。(t+01)(t+02)0102若 0 时,波形如图 2.5(a)所示,i1总比 i2先经过对应的最大值和零值,这时就称 i1超前 i2角(或称 i2滞后 i1角)。若 0 时,波形如图 2.5(b)所示,称为 i1滞后于 i2(或称 i2超前 i1)。若 0 时,波形如图 2.5(c)所示,称为 i1与 i2相位相同,简称同相。若时,波形如图 2.5(d)所示,称为 i1与 i2相
43、位相反,简称反相。教 学 追 记(a)0(b)0(c)0(d)图 2.5正弦交流电的相位差【四、小结】【四、小结】1正弦量的三要素:频率、幅值和初相位。2初相位是确定正弦量初始值的,而且初相位因计时起点(t=0)取得不同而不同;3相位差是两个同频正弦交流电的初相位之差,它不随计时起点而变化;4初相位、相位差和相位都是电角度,但意义是不同的。【五、习题】【五、习题】一、是非题:1、2、3、4、5;二、选择题:1。36/42文章文章厦门电子职业中专学校教教案案纸纸第页检查2.42.4纯电阻电路纯电阻电路学科授授教电子电工技术课课学班时目级间2017.1的授课时数教学方法6教 具多媒体、黑板、粉笔讲
44、解,启发,问答、实物演示解释纯电阻电路电压、电流大小及相位关系。【教学重点】教和学难重点点1纯电阻电路电压与电流关系。2纯电阻电路的有功功率概念与数学表达式。【教学难点】纯电阻电路的瞬时功率。1正弦交流电旋转矢量表示法。复习提问2电功率的计算方法。教 学 追 记教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计37/42文章文章2.4.12.4.1电压和电流的关系电压和电流的关系1纯电阻电路如图 2.13(a)所示。设图示方向为参考方向,电压的初相为零。即u Umsint根据欧姆定律uUi msint得RRi Imsin t2纯电阻电路电流和电压关系(波形如图2.13(b)所示)为:(1)电压
45、 u 和电流 i 的频率相同;(2)电压 u 和电流 i 的相位相同;(3)最大值和有效值仍然满足欧姆定律:ImUmRUI R教教案案纸纸 附附 页页第 3 页教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计教 学 追 记38/42文章文章3矢量关系如图 2.13(c)所示。(a)电路图(b)电压和电流的波形(c)矢量图图 2.13纯电阻电路2.4.22.4.2功率功率1瞬时功率:每个瞬间电压与电流的乘积。p=ui=Um sin tIm sin t=UmIm sin2 t=2 U I sin2 t纯电阻电路瞬时功率的变化曲线如图2.14 所示。图 2.14纯电阻电路有功功率纯电阻瞬时功率始终
46、在横轴上方,说明它总为正值,它总是在从电源吸收能量,是个耗能元件。2有功功率(平均功率)有功功率(平均功率):取瞬时功率在一个周期内的平均值其数学表达式为U IP mm2或U22PUI R I R有功功率如图 2.14 所示,是一定值。是电流和电压有效值的乘积,也是电流和电压最大值乘积的一半。教教案案纸纸 附附 页页39/42第 3 页教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计教 学 追 记40/42文章文章例2.6电炉的额定电压 UN 220 V,额定功率PN=1 000 W,把它接到220 V 的工频交流电源上工作。求电炉的电流和电阻值。如果连续使用2 h,它所消耗的电能是多少?解
47、电炉接在 220V 交流电源上,它就工作在额定状态,这时流过的电流就是额定电流,因为电炉可以看成是纯电阻负载,所以INPN1000A 4.55 AUN220它的电阻值为R U220 48.4 I4.55工作 2h 消耗的电能为W Pt 1000 2 Wh 2000 W h 2 kWh【四、小结】【四、小结】1纯电阻电路电流和电压同相。2瞬时功率 p 2 U I sin2 t 0,说明纯电阻是耗能元件。U I3有功功率Pm m U I。2【五、习题】【五、习题】一、是非题:11;二、选择题:9、10;四、作图题:4。(文章整理不易,文档对您有用,可收藏)(文章整理不易,文档对您有用,可收藏)41/42(文章整理不易,文档对您有用,可收藏)(文章整理不易,文档对您有用,可收藏)(文章整理不易,文档对您有用,可收藏)(文章整理不易,文档对您有用,可收藏)(文章整理不易,文档对您有用,可收藏)(文章整理不易,文档对您有用,可收藏)(文章整理不易,文档对您有用,可收藏)(文章整理不易,文档对您有用,可收藏)42/42
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