南通工貿(mào)技師學(xué)院

理實一體化教案

（2016?2017學(xué)年第2學(xué)期）

課程計算機電子技術(shù)

教師顧永峰

授課班級16計算機

南通工貿(mào)技師學(xué)院

教案首頁

授課

2.13

日期2.182.212.222.273.43.7

16計算機16計算機16計算16計算16計算機16計算機

班級16計算機

機機

課題：_________________電路元件和電源定律

教學(xué)目的要求：讓學(xué)生了解電路的元件及電源定律

教學(xué)重點、難點：電源定律

授課方法：理論

教學(xué)參考及教具（含多媒體教學(xué)設(shè)備）：電路元件電源

授課執(zhí)行情況及分析：

第一章電路元件和電源定律

1.1電路和電路模型

一、電路：

1.電路：構(gòu)成電流通路的一切設(shè)備的總和。

2.作用：進行能量的轉(zhuǎn)換和傳輸（強電）

進行信號的處理和傳遞（弱電）

進行信息的存儲

二、電路模型

可以表征或近似地表示一個實際器件（或電路）中所有的主要物理現(xiàn)象。

電路模型可以通過理想的電路元件相互聯(lián)接而成。

三、理想電路元件R

1.無源元件：電阻元件-------匚二---------?消耗電能

L

電感元件L:。----------------------，存儲磁場能量

電容元件C：存儲電場能量

2.有源元件:

f電壓源

獨立電源《

電流源

四、“集中假設(shè)”及集中電路'式“四

元件及電路各方向的尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電路周圍的電磁波波長

例電感線圈O

------II

C

1.2電路的基本物理量

電流

.電流，=四一一瞬時值

直流電流：/

量綱：安培（A）lkA=103A；lmA=10-3A；1|1A=1O-6A

2.電流的參考方向

是一種任意選定的方向

標(biāo)定方式：在連接導(dǎo)線上用箭頭表示

約定：當(dāng)/>0時參考方向與實際方向一致

當(dāng)/<0時參考方向與實際方向相反

，?代表數(shù)量

二.電壓（端電壓、電壓降、電位差）

1.電壓

△dw

MAB=—__瞬時值

直流電壓（JAB

量綱：伏特（V）lkV=103V；lmV=10-3V；1JIV=10-6V

2.電壓的參考方向

是一種任意選定的方向

標(biāo)定方式：

u

“+”高電位端、“一”低電位端

約定：當(dāng)u>0時參考方向與實際方向一致

當(dāng)u<0時參考方向與實際方向相反

三.電壓與電流的關(guān)聯(lián)參考方向

________夕（針對一段電路而言）

U

1.3電阻元件

2.1.1電阻元件（作業(yè)式：通過作業(yè)題引入知識點）

一、電阻元件的伏安特性：u=/R（直流電路U=/R）

二、電阻等效

1.電阻元件串聯(lián)

（1）等效電阻:R=Ri+R2+R3

（2）分壓作用：u=Ui+U2+Ui，u,——■-u,U-,-—-u,“a-—-u

R一RR

2.電阻元件并聯(lián)

1111

（1）等效電阻:—=—+—+—

R/?1/?2&

R..R..R.

（2）分流作用:—I,=—I,八=—i

居44

3.電阻元件混聯(lián)：既有電阻串聯(lián)又有電阻并聯(lián)的電路稱為電阻的混聯(lián)。彈性整理。

三、電阻器及應(yīng)用

1.電阻器的主要參數(shù)：標(biāo)稱值和允許偏差

（1）直標(biāo)法：直接用數(shù)字、單位符號和百分?jǐn)?shù)在電阻體上標(biāo)注標(biāo)稱阻值和允許偏差。

（2）文字符號法：用數(shù)字、單位、符號按照一定的規(guī)律組合表示。

（3）色標(biāo)法：用色環(huán)表示電阻器的阻值和允許偏差。

（4）特殊表示法：用三位數(shù)字表示電阻值，第一、二位數(shù)字為電阻有效值，第三位

是加0的個數(shù)。

2.應(yīng)用案例：（1）分流。（2）分壓。（3）作放大電路的偏流電阻、負(fù)載電阻或

耦合電阻、反饋電阻等。（4）構(gòu)成RC振蕩電路、諧振電路。（5）在檢測電路中用于電

流-電壓轉(zhuǎn)換。

四、直流電阻電路的基本理論

1.基爾霍夫定律

（一）基爾霍夫第一定律（KCL）：Z/=0（流入結(jié)點的電流為正，流出結(jié)點的電

流為負(fù)）

（二）基爾霍夫第二定律（KVL）：（在繞行方向上，電位降為正，升為負(fù)）

應(yīng)用分析和求解電路的一般步聚：

①設(shè)出各支路的電流參考方向和選定回路的繞行方向；②根據(jù)基爾霍夫第一和第二定

律，列出獨立的節(jié)點電流方程和回路電壓方程；③代入數(shù)值，解方程組，求出未知量。

2.戴維寧定理

內(nèi)容：將有源二端網(wǎng)絡(luò)用一個等效電壓源代替，該電壓源的電動勢等于有源二端網(wǎng)絡(luò)

的開路電壓，該電壓源的內(nèi)電阻等于二端網(wǎng)絡(luò)所有電源不起作用時端口的等效電阻。

用戴維寧定理求解電路的一般步聚：

①斷開待求支路，將待求支路以外的電路作為有源二端網(wǎng)絡(luò)；②求二端網(wǎng)絡(luò)的端口處

的開路電壓；③令二端網(wǎng)絡(luò)中，所有的電源都不作用，求端口等效電阻。

五、電路的運行狀態(tài)：通路、短路、斷路

1.4電容元件

一、電容元件的特性

1.電容量：C=-（單位：F、nF、pF,1PF=10-6FlpF=10_6uF=10-12F）

u

2.電容元件的伏安關(guān)系：在關(guān)聯(lián)參考方向下，電流與電壓的關(guān)系是：i=C也

dt

⑴任一時刻電容電路中的電流與該時刻電壓的變化率成正比，而與電壓的大小無關(guān)；

⑵電容元件在直流電路中，相當(dāng)于開路，即電容具有通交流，阻直流的特性；

⑶電容元件兩端的電壓不能發(fā)生突變；

二、電容器及應(yīng)用

1.電容器的種類

2.電容器的型號

3.電容器的參數(shù)

（1）電容量（2）允許偏差：±5%、±10%,土20%三種。（3）額定工作電壓：表

Zj\o

4.電容器容量及偏差的表示方法

（1）直標(biāo)法（2）文字符號法（3）色標(biāo)法：與電阻色標(biāo)相同，單位為pF。

（4）特殊表示法：只標(biāo)數(shù)字，無小數(shù)點，單位為pF；有小數(shù)點，單位為UF。

5.應(yīng)用案例

（1）構(gòu)成振蕩電路。（2）濾波。（3）構(gòu)成諧振電路。（4）作為旁路電容。（5）用作耦

合電容。

三、電容等效

1.電容的串聯(lián)

（1）等效電容：-=—+—+—

CCjC2C3

(2)分壓：Ui--u,u2-—u,u3=—u

G。2G

2.電容的并聯(lián)：（1）等效電容LG+C2+C3（2）電壓：各電容上的電壓相等。

1.5電感元件

一、電感元件的特性與=L一

dt

(1)電感元件兩端的電壓與電感電路中的電流的變化率成正比，與電流的大小無關(guān);

(2)電感元件具有通直流、阻交流，通低頻、阻高頻的作用；

(3)電感電路的電流不能發(fā)生突變。

二、電感器的應(yīng)用：限流、耦合、構(gòu)成振蕩電路。

1.6電壓源和電流源

—.獨立電源

指電源輸出的電壓(電流)僅由獨立電源本身性質(zhì)決定與電路中其余部分的電壓

(電流)無關(guān)。

‘電壓源

分類＜

電流源

二.電壓源

1.理想電壓源

若一個二端元件輸出電壓恒定則稱為理想電壓源。

①電路符號

a.輸出電壓恒定，和

Q外電路無關(guān)；

10Qb.其流過的電流由外

電路決定

UU=U，Us

1—

RR

③伏安曲線

2.實際電壓源

若一個二端元件所輸出的電壓隨流過它的電流而變化就稱為實際電壓源。

①電路模型②伏安特性

③三種工作狀態(tài)

a.力口載u=us-Rsi

b.開路i=0uoc=us(u℃開路電壓)

C.短路U=0isc=U』RsUse短路電流)

三.電流源

1.理想電流源

若一個二端元件的輸出電流恒定時，則稱為理想電流源.

①電路符號

?-

4(t)(/s)

②基本性質(zhì)

a.輸出電流恒定和外電路無關(guān)

u=RIE^RI、

b.其端電壓由外電路確定

③伏安曲線

2.實際電流源

若一個二端元件所輸出的電流隨其端電壓變化而變化稱為實際電流源.

①電路模型②伏安特性

③三種工作狀態(tài)

a.加載i=is-u/Rs

b.短路u=0,/sc=-/s

c.開路i=0,uoc=Rsis

注：

電壓源不允許短路

電流源不允許開路

1.7受控源

受控源：耦合元件

若一個電源的輸出電壓(電流)受到甩路中其它支路的電壓(電流)控制時，稱為受控源.

由兩條支路構(gòu)成：

1一「支路一控制支路

2—2,支路一被控支路

二、受控源的分類：

1.電壓控制電壓源(VCVS)

H(無綱量)一電壓放大倍數(shù).

2.電流控制電壓源(CCVS)

r—電阻量綱.

3.電壓控制電流源(VCCS)

g—電導(dǎo)量綱.

4.電流控制電流源(CCCS)

B-無綱量，電流放大倍數(shù).

三、注意：

1.受控源具有電源與電阻的二重性.

2.輸出量的性質(zhì)由電路符號判斷.

元件性質(zhì)約束

聯(lián)接方式約束（拓?fù)浼s束）

1.8基爾霍夫定律

一、幾個常用名詞

1.支路：任意一個二端元件構(gòu)成一條支路.

2.節(jié)點：兩條或兩條以上支路的聯(lián)接點.

3.回路：電路中的任一閉合路徑.

4.網(wǎng)孔：當(dāng)回路中不包括其他支路時稱為網(wǎng)孔.

5.網(wǎng)絡(luò)：指復(fù)雜電路

二、基爾霍夫電流定律（KCL）

1?定律指出：任一時刻，流入電路中任一節(jié)點的電流代數(shù)和恒為零。

約定：流入取負(fù)，流出取正

2.物理實質(zhì)：

電荷的連續(xù)性原理

3.推廣：

節(jié)點一封閉面（廣義節(jié)點）

已知&、求

三、基爾霍夫電壓定律(KVL)

1.定律指出：任一時刻，沿任一閉合回路電壓降代數(shù)和恒為零。

=0

約定：與回路繞行方向一致取正，與回路繞行方向不一致取負(fù).

2.物理實質(zhì)：

電位單值性原理

3.推廣：閉合路徑一假想回路

u-us+Rsi=0

己知u=4.9V,求u$=?

解：

us=6xz-F0.1x0.002/

49

0.98z=—^z=1A

5

「?us=6.002V

【教學(xué)反思】

電子技術(shù)教學(xué)，一般是由教師集中進行

理論教學(xué)，然后對學(xué)生進行技能訓(xùn)練。

這樣的學(xué)習(xí)，理論和技能有脫節(jié)，如何

增強學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)興趣，并由此

促進抽象的理論、概念與實踐相結(jié)合

呢？明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，落實教學(xué)內(nèi)容；豐

富教學(xué)形式，合理運用教學(xué)媒介；改革

實驗教學(xué)，增強學(xué)生的認(rèn)知程度；完善

考核方式，不斷強化考核效果；融入情

感教育，營造和諧師生關(guān)系。

《電子技術(shù)》作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課。在

電子類專業(yè)教學(xué)中起著承上啟下的作

用,其教學(xué)效果直接影響整個專業(yè)教學(xué)

的質(zhì)量。傳統(tǒng)的電子技術(shù)教學(xué)的方法,

一般是由教師集中進行理論教學(xué)O然后

對學(xué)生進行技能訓(xùn)練，雖然加強了實踐

教學(xué)，但理論和技能有脫節(jié)，學(xué)生難以

確切理解所學(xué)內(nèi)容。知識得不到及時鞏

固，教學(xué)效果也就不太顯著。那么如何

增強學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)興趣，并由此

促進抽象的理論、概念和實踐相結(jié)合。

南通工貿(mào)技師學(xué)院

教案首頁

授課

3.83.133.223.233.283.294.8

日期

16計算16計算16計算16計算16計算16計算

班級16計算機

機機機機機機

課題：直流電路分析

教學(xué)目的要求：讓學(xué)生嘗試分析直流電路

教學(xué)重點、難點：直流電路分析

授課方法：理論

教學(xué)參考及教具（含多媒體教學(xué)設(shè)備）：電工實訓(xùn)室

授課執(zhí)行情況及分析：

第二章直流電路分析

2.1電阻的連接及其等效變換

一、電阻的串聯(lián)

將兩個或兩個以上的電阻順次連接成一行的連接方式稱為電阻的串聯(lián)。如圖

2-1所示

圖2T電阻的串聯(lián)

1、電阻串聯(lián)中的電流

串聯(lián)時電流由一個電阻的一端流出后直接進入到另一個電阻的入口，所以兩

個電阻中的電流相等。即

I=L=l2

2、電阻串聯(lián)的總電壓

電路的總電壓等于各電阻上電壓之和，即

u=u,+u2

3、串聯(lián)的等效電阻

圖2-2是將R尸2。，Rz=3。兩電阻串聯(lián)后外加5V電壓的電路圖。

在圖2-2中流過R,R2的電流相等，用I表示，I在R上產(chǎn)生的電壓為U”

在R?上產(chǎn)生的電壓為心，則

U尸RJU2=RJ

U=U1+U2=RII+R2I=（R,+R2）I

R=4=——=R]+R,=2+3Q

Ri+&

即一個2Q電阻和一個3。的電阻串聯(lián)后接在電路中所產(chǎn)生的電流與一個5

。電阻接在電路中所產(chǎn)生的電流是相同的，其電路的等效電阻如圖2-3所示

各

圖2-3串聯(lián)電路的等效電阻

所以串聯(lián)電路的等效電阻為：

R=R1+Rz+R3+…

4、電阻串聯(lián)分壓公式

串聯(lián)時各電阻上的電涌分配

U產(chǎn)RJU2=R2I

所以即U）：Uz=Ri：R?

串聯(lián)電路中的每個電阻兩端的電壓與電阻的大小成正比。

可以導(dǎo)出

5、串聯(lián)電阻電路消耗的總功率

串聯(lián)電阻電路消耗的總功率P等于各串聯(lián)電阻消耗的功率之和，即

P=Z4=A+6+…+勺

2.2理想電源的串聯(lián)和并聯(lián)

（-）電阻的串聯(lián)

1、實驗探究

［提出問題］:

電阻串聯(lián)后，其總電阻會增大還是減小？

［猜想與假設(shè)］:

教師充分收集學(xué)生的種種猜想與假設(shè)。

問：你們的猜想是否正確呢？

［進行實驗與收集證據(jù)］

（學(xué)生進行分組實驗）

（1）將一個定值電阻R接在右圖的A、B之間，閉合開關(guān)、觀察電流表的

K數(shù)。

■OO

AB

中

——I1——

（2）將兩個同樣的定值電阻R串聯(lián)起來，接在右圖的A、B之間，閉合開

關(guān)、觀察電流表的示數(shù)。

（3）在A、B之間換上三個串聯(lián)著的同樣阻值的電阻R,合上開關(guān)前先預(yù)

計一下電流表的示數(shù)會發(fā)生什么變化，再合上開關(guān)?？纯醋约旱念A(yù)測是否正確。

（學(xué)生閱讀'加油站”中的內(nèi)容,教師再結(jié)合力學(xué)中的合力與分力的知識引

導(dǎo)學(xué)生了解“等效替代”法）

［分析論證］

（學(xué)生結(jié)合實驗現(xiàn)象，充分交流討論，得出結(jié)論：）

串聯(lián)電路的總電阻的阻值比任何一個分電阻的阻值都大

（通過以上實驗探究，讓學(xué)生經(jīng)歷從猜想與假設(shè)到實驗驗證的過程，培養(yǎng)

學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度和同學(xué)之間的協(xié)作意識）

［思考］這個結(jié)論還能不能用前面所學(xué)過的知識來解釋呢？（引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)

決定電阻大小的因素，然后分析，將電阻串聯(lián)，相當(dāng)于是增加了導(dǎo)體的長度，

所以串聯(lián)電路的總電阻的阻值比任何一個分電阻的阻值都大）

（二）電阻的并聯(lián)

一、復(fù)習(xí)提問，導(dǎo)入新課

1、并聯(lián)電路中電流有什么特點？I11I2

2、并聯(lián)電路中電壓有什么特點？UU1U2

3、串聯(lián)電路中電阻有什么特點？（R=R1+R2+R3+…+Rn；總電阻大于

任何一個電阻；電阻的串聯(lián)相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長度）

［思考］電阻的并聯(lián)，相當(dāng)于增加了什么？電阻并聯(lián)后的總電阻是增大了還

是減小了？

（這樣很自然地引出了這節(jié)課要探究的課題）

二、進行新課

我們先運用所學(xué)知識進行理論推導(dǎo)一下，看看大家的猜想是否正確。

1、理論推導(dǎo)

由歐姆定律可知：l=U/RI1=U/R1I2=U/R2

并聯(lián)電路中有：1=11+12

所以U/R=U/R1+U/R2

所以1/R=1/R1+1/R2

結(jié)論：

并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)，等于各個并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和

分析：因為1/R>1/R1所以RvR1同理可以得到RvR2

由此證明大家的猜想是正確的

我們能不能和串聯(lián)電路一樣，也用實驗來探究一下呢？

2、實驗探究

（參照探究串聯(lián)電阻的思路和步驟進行實驗探究）

［探究的問題］:

電阻并聯(lián)后的總電阻是增大了還是減小了？。

［猜想與假設(shè)］:

有電阻的串聯(lián)作為基礎(chǔ)，同學(xué)們很容易猜

想到電阻并聯(lián)后其總電阻會減小

［設(shè)計實驗］

引導(dǎo)學(xué)生進行實驗設(shè)計并畫出實驗電路圖，然后進行分組實驗

A，B。

［實驗結(jié)論］

實驗現(xiàn)象表明：電阻并聯(lián)后總電阻的阻值比任何一個分電阻的阻值都小。

（通過實驗，使我們進一步認(rèn)識到猜想是正確的）

［思考］當(dāng)有n個電阻R1、R2、R3、…、Rn并聯(lián)時，其總電阻為多少？

（學(xué)生自己進行推導(dǎo)，然后交流討論得出結(jié)論）：

1/R=1/R1+1/R2+1/R3+...+1/Rn

［思考］如果是由n個阻值相同的電阻R0并聯(lián)起來，其總電阻又為多少？

（學(xué)生動手進行推導(dǎo)然后得到）

2.3實際電源的兩種模型及其等效變換

一、電源簡一、電源可以用兩種讓學(xué)生對兩

介一新課不同的電路模型來表示。種電源的電

講授路模型建立

1、電壓源模型理

初步概念，為

想電壓源與電阻串聯(lián)的電

接下來講解

路。學(xué)生認(rèn)真聽講，回答問

這兩種電源

題

2、電流源模型--理的等效變換

想電流源與電阻并聯(lián)的電答：電壓源打下一定的

路?；A(chǔ)。

二、請同學(xué)們思考一

個問題：我們生活中接觸

到的干電池是屬于那種電

源？

由于源與電流源的外部特性相同。因此，電源的這兩種電路模

型之間是相互等效的，可以進行等效轉(zhuǎn)換。兩者之間進行等效變化

的方法如下：

①將如圖1-14所示左邊的電壓源等效變化為電流源時，電流

二、電源的源的電流ls=E/R(即電壓源的短路電流)。Is出的方向與E的正

等效變換極相對應(yīng)，與Is聯(lián)的內(nèi)阻R就等于與E串聯(lián)的內(nèi)阻R,等效

變換所得的電流源如圖l-14(a)所示。

②將圖1-14右邊所示的電流源等效變換為電壓源時，電壓源的

電動勢E=ls*Ro即電流源的開路電壓)，E的正極與Is流出的方

向相對應(yīng)；與E串聯(lián)的內(nèi)阻R就等于與Is并聯(lián)的內(nèi)阻R,等

效變換所得的電壓源如圖左邊所示。

圖1T4電壓源與電流源的等效變換

二、電源兩種模型之間的等效轉(zhuǎn)換

電壓源和電流源外特性相同所以兩種模型之間是等效的可互

相轉(zhuǎn)換。但其等效關(guān)系是對外電路而言的，內(nèi)部是不等效的。

兩種模型實際上，一種是電動勢E的理想電壓源和內(nèi)阻R。串

聯(lián)的電路；一種是電流為IS的理想電流源和R。并聯(lián)的電路。

一般只要一個電動勢為E的理想電壓源和某個電阻R串聯(lián)的電

路，都可以化為一個電流為Is的理想電流源和這個電阻并聯(lián)的電

路。兩者是等效的。

其中，ls=E/R或E=R*ls

注意：兩種理想電源之間不存在等效變換的條件！

教學(xué)目的：通過講解電壓源和電流源的等效轉(zhuǎn)換條件，讓學(xué)生初步

理解和掌握兩種電源的等效轉(zhuǎn)換圖和條件！

【例】求圖(所示電路的電流。

三、例題練a)1

解：圖(a)的電路可簡化為圖(d)所示的單回路電

習(xí)

路，簡化過程如圖(b)、圖?、圖(d)所示，由簡化后

的電路可求得

學(xué)生能通過

練習(xí)來加深

對電壓源和

電流源這兩

種電源的等

效轉(zhuǎn)換條件

和電路變換

過程。從而更

好的掌握本

章節(jié)的內(nèi)容！

師生互動解此題練習(xí)題。

四、小結(jié)一、電源可以用兩種不同答：

的電路模型來表示，分別

一、1、電壓源模型將課堂中講

是哪兩種？畫圖表示！

一一理想電壓源與電阻解的內(nèi)容進

二、電源兩種模型之間的串聯(lián)的電路。行一次梳理，

等效更好的突出

2、電流源模型一-

本節(jié)課的重

轉(zhuǎn)換的條件是什么？理想電流源與電阻并聯(lián)

點！

的電路。

二、略。

2.4支路電流法

第一環(huán)節(jié)：【復(fù)習(xí)導(dǎo)入】（3分鐘）

前面我們學(xué)習(xí)了基爾霍夫定律，請簡單描述一下？

問題情景設(shè)置：電子電路中，經(jīng)常會遇到兩個以上的支路組成的

多回路電路，怎樣求各支路元件中的電流？

在黑板上畫一個復(fù)雜直流電路，問大家能不能用求簡單直流電路

的方法求解出此電路？

第二環(huán)節(jié)：【任務(wù)學(xué)習(xí)】（15分鐘）

任務(wù)要求：用支路電流法求復(fù)雜直流電路的支路電流。

K做一做H任務(wù)訓(xùn)練1：應(yīng)用基爾霍夫電流定律列出如圖電路節(jié)點電

流方程：

電流方向假設(shè)：h()l2()13()

節(jié)點A方程:

節(jié)點B方程:

K做一做1任務(wù)訓(xùn)練2：列出如圖回路中的基爾霍夫電壓回路方程:

K想一想R確定電壓正負(fù)的方法

電阻：電壓大小為IXR;正負(fù)：如果電流方向與回路方向一致則

電壓為O

2.5疊加定理

知識目標(biāo)：

掌握疊加定理的基本內(nèi)容.

教學(xué)目標(biāo)及能力目標(biāo)：

要求(1)學(xué)會用疊加定理求解復(fù)雜電路中的支路電流，能運用儀器

測量電流。

(2)通過疊加和分解應(yīng)用，強調(diào)方法，來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，

使學(xué)生體會到學(xué)習(xí)的成就感

教學(xué)重點疊加定理的解題步驟

1、電源及其內(nèi)阻的處理；

教學(xué)難點

2、電流正負(fù)的分析。

教學(xué)方法演示實驗法，啟發(fā)討論法、多媒體教學(xué)法

1、完整的疊加定理實驗板一塊4、電化教學(xué)設(shè)備

教具2、安培表三塊5、連接導(dǎo)線若干

及參考書3、多媒體課件6、電阻若干

參考書：《電工基礎(chǔ)》（周紹敏）

1、直觀演示感性積累激發(fā)興趣；4、拓展訓(xùn)練；

教學(xué)過程2、親歷探究獲知技能體驗成功；5、歸納總結(jié)與作業(yè)。

3、范例引導(dǎo)求解電流學(xué)以致用；

疊加定理是在學(xué)生學(xué)了基爾霍夫定律后，又一個解決復(fù)雜電路

的方法，它主要介紹了線性電路中多個電源作用下支路電流或電壓

教材分析求解方法。為線性電路的分析提供理論根據(jù)，反映線性電路的可加

性，為后續(xù)學(xué)習(xí)非正弦交流電路奠定基礎(chǔ)。

教學(xué)方法與

教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)手段

第一環(huán)節(jié)：【直觀演示感性積累激發(fā)興趣】（13分鐘）承前啟后，把新舊知識聯(lián)系

起來，學(xué)生明確了知識的結(jié)

導(dǎo)入語：“在復(fù)雜電路中，我們應(yīng)用基爾霍夫定律可以構(gòu)體系，同時也提出了科學(xué)

探究的目標(biāo)，為演示實驗奏

求得支路電流的大小，但沒有揭示出電路電流的合成規(guī)律，響了前奏。。

這節(jié)課可以解決這個問題”。

K做一做】

根據(jù)實驗電路圖1,變換開關(guān)S|、S2,形成三個電路：

電源&單獨工作，測R］、R2、R3支路電流，用IJ、L'、

H表示；電源E2單獨工作，測Rl、R2、R3支路電流,用L"、

L"、表示;兩電源&、E2共同工作,測R、R2、R3支路

電流，用L、12、L表示。把所測數(shù)據(jù)按要求填入表中。

激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加

學(xué)習(xí)言力。為抽象疊加定理

的概念做好鋪墊。出于這一

目的，實驗選擇了相對較為

省時的教師演示。

實驗電路圖1

E】=17V單獨工作E2=17V單獨工作Ei、E2共同工作

1/4Ar1AI.5A

V.2Ar2AI24A

V2Ay1AI31A

數(shù)據(jù)表

第二環(huán)節(jié)：【親歷探究獲知練能體驗成功】（5分鐘）

發(fā)現(xiàn)規(guī)律

k看一看』我們發(fā)現(xiàn)各支路電流有如下規(guī)律。

L=IJ+Ii〃=5A(1)（Ri支路電流）

L=I2'+I2”=4A(2)（R2支路電流）

I3=I3'-L〃=1A(3)（R3支路電流）

教學(xué)方法與

教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)手段

再次分析規(guī)律：

式（1）,說明了Ri支路電流L的合成量是：分量電流

1/和分量電流L〃的和。

式（2）,說明了R2支路電流L的合成量是：分量電流

總結(jié)歸納知識點，引出疊加

L'和分量電流L〃的和。定理

式（3）,說明了R3支路電流L的合成量是：分量電流

和分量電流L〃的差。

可見，在復(fù)雜直流電路中，原命題各支路電流是：所有

電源獨用時支路電流的代數(shù)和。同理也可適用于的多電源復(fù)

雜直流電路。

結(jié)論，實質(zhì)上是電工中的一個重要的定理一疊加定理。

第三環(huán)節(jié)：【范例引導(dǎo)求解電路學(xué)以致用】（1。分

鐘）

K想一想》

電路圖2分解（原圖a、分圖b、分圖c）設(shè)置電阻參數(shù):

已知：Ei=12VE2=6VORI=R2=R3=2Q

用疊加定理求各支路電流11、12、I3O

例題示范，引導(dǎo)學(xué)生掌握方

法，解決難點。得出疊加定

理的解題步驟

原圖（a）分圖（b）分圖（C）

（1）解題步驟：

a..假定原圖支路電流的參考方向。如圖（a）

b..分別作出由一個電源單獨作用的分圖，其余電源只

保留其內(nèi)阻。

c..按電阻串、并聯(lián)的計算方法，分別計算出分圖中每

教學(xué)方法與

教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)手段

一條電流的大小和方向。

d..求出各電動勢在各個支路中產(chǎn)生的電流的代數(shù)和。

(2)求支路電流的代數(shù)時電流正負(fù)的取值方法：原圖

某支路電流參考方向與各分圖某支路電流方向相比較，二者

方向相同取正，相反取負(fù)，求出結(jié)果是負(fù)值，說明該支路的

實際電流方向與參考方向相反。

第四環(huán)節(jié)：【拓展訓(xùn)練】(15分鐘)

K練一練』

通過思考題講解

=

如圖所不，Ei8V,E2=6V,RI=RZ=R3=2歐，來提高分析問題

和解決問題的能

用疊加定理求R3中所通過的電流和AB兩點之間的電壓。力

K練一練》

上題中，若二電源的內(nèi)阻分別為2歐，則結(jié)果又將如

何？

2.6戴維寧定理

一、戴維寧定理的運用

例題分析：如圖1所示電路，試求電阻勺上的電流?

a

圖3

（1）斷開待求支路（圖3）,求有源線性二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uab,即EO=Uab

=1X6+10=16（V）

（2）將有源線性二端網(wǎng)絡(luò)中的電源置零（圖4）,求二端網(wǎng)絡(luò)的入端等效電阻

Rab,

即R0=Rab=6Q

（3）畫出有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電源，將待求支路接到等效電源上（如圖5）,

利用歐姆定律求電流。

16

1=E。A=1.6A

Ro+RL6+4

二、歸納戴維寧定理的解題步驟

1.斷開待求支路，

2.求電路的開路電壓；

3.求等效電阻（電源為零的含義）；

4.畫出戴維寧等效電路，計算待求電流

三.用EWB軟件進行驗證計算結(jié)果

1.用EWB仿真軟件測量RL上的電流1=A

2.用EWB仿真軟件測量開路電壓Uab=V

3.用EWB仿真軟件測量等效電阻Rab=—Q

4.將等效電路與待求支路連接，用EWB仿真軟件測量此時待求的支路電流

1=A

［想一想］比較1問和4問中艮電阻中電流的關(guān)系是;

四.練習(xí)鞏固

用戴維寧定理計算圖11所示電路中3Q電阻中的電流I。

解：

1.求有源線性二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uab,即EOo

E0=Uab=l+3-lX6=-2(V)

2.求二端網(wǎng)絡(luò)的入端等效電阻Rab,F即R0=Rab=3

Q

3.將待求支路接到等效電源上,

利用歐姆定律求待求支路電流

I

1=—-2A=~A

+RL3+33

思考:如果在求解開路電壓時出現(xiàn)負(fù)值,等效電路圖還能怎么畫？

五.課堂小結(jié)：

1、戴維寧定理的內(nèi)容

2、戴維寧定理的解題步驟

六.課后作業(yè)：

課本P54第6、7兩題

【教學(xué)反思】

《電子技術(shù)》是理論課向?qū)I(yè)工程類課程過渡的橋梁，它對學(xué)生的分析能力、

估算能力、綜合運用能力、數(shù)形結(jié)合能力提出了一定的要求，學(xué)生必須具備扎

實的電路分析基礎(chǔ)。在實際教學(xué)過程中，學(xué)生普遍反映課程難學(xué)，存在畏難情

緒，從而影響到學(xué)習(xí)效果。因此，在本課程的教學(xué)之初，就必須明確目標(biāo)，合

理把握緒論等內(nèi)容的介紹，使學(xué)生清楚《電子技術(shù)》學(xué)什么，怎么學(xué)習(xí)與研究

電子技術(shù)基礎(chǔ)，為什么要學(xué)習(xí)《電子技術(shù)》等問題。在引導(dǎo)學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)

的前提下，將指導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)、小結(jié)貫穿于整個教學(xué)過程之中，同時，不斷聽取

學(xué)生的反饋意見，改進教學(xué)方法。

南通工貿(mào)技師學(xué)院

教案首頁

授課

4.114.124.224.265.45.95.12

日期

16計算16計算16計算16計算16計算16計算

班級16計算機

機機機機機機

課題：___________________正弦交流電路

教學(xué)目的要求：讓學(xué)生了解正弦電路機器計算方法

教學(xué)重點、難點：正弦交流電路及其計算算法

授課方法：理論

教學(xué)參考及教具（含多媒體教學(xué)設(shè)備）：電工實驗室

授課執(zhí)行情況及分析：

第三章正弦交流電路

3.1正弦量

重點：正弦量的相量表示法。

難點：相量圖

一、相量法的引入

一個正弦量可以用三角函數(shù)式表示，也可以用正弦曲線表示。但是用這兩種方法進行正弦

量的計算是很繁瑣的，有必要研究如何簡化。

由于在正弦交流電路中，所有的電壓、電流都是同頻率的正弦量，所以要確定這些正弦量,

只要確定它們的有效值和初相就可以了。相量法就是用復(fù)數(shù)來表示正弦量。使正弦交流電

路的穩(wěn)態(tài)分析與計算轉(zhuǎn)化為復(fù)數(shù)運算的一種方法。

二、復(fù)數(shù)概述

1.復(fù)數(shù)：形如，=a+用的式子稱為復(fù)數(shù)，0為復(fù)數(shù)的實部，％為復(fù)數(shù)的虛部,

匕均為實數(shù)，，二"為虛數(shù)單位。

圖4-3復(fù)數(shù)的圖示法

2.復(fù)數(shù)的圖示法

A-a+jb=|A|COS6+j|^|sin9-以卜。$6+jsin

Ijji_,>2d=tan_

式中Q|一va+。為復(fù)數(shù)人的模，4為復(fù)數(shù)A的輻角。

3.復(fù)數(shù)的表示形式及其相互轉(zhuǎn)換

A~a+jb------------------代數(shù)式

=砰8$0+jsin&）-------三角式

----------指數(shù)式

=|4Nd-------------------------極坐標(biāo)式|

其中代數(shù)式常用于復(fù)數(shù)的加減運算，極坐標(biāo)式常用于復(fù)數(shù)的乘除運算。

4.復(fù)數(shù)的運算法則

①相等條件：實部和虛部分別相等（或模和輻角分別相等）。

②加減運算：實部和實部相加（減），虛部和虛部相加（減）。

③乘法運算：模和模相乘，輻角和輻角相加。

④除法運算：模和模相除，輻角和輻角相減。

三、相量表示法

1.正弦量與復(fù)數(shù)的關(guān)系

U=4sin(硼+巾)=Im[&Ue[“?)]=Im[企氏?9]

正弦電壓〃等于復(fù)數(shù)函數(shù)&Ue1"”‘)的虛部，該復(fù)數(shù)函數(shù)包含了正弦量的三要素。

2.相量---分有效值相量和最大值相量

①有效值相量：0=u/巾

②最大值相量：3=5/*

3.相量圖

在復(fù)平面上用一條有向線段表示相量。相量的長度是正弦量的有效值I,相量與正實軸的

夾角是正弦量的初相。這種表示相量的圖稱為相量圖。

例4-4:%=lO00s山(3142+60°)/〃2=50&$山(314￡-60邢\寫出表示〃i和

“2的相量，畫相量圖。

解：療1=100/60°V

力2=50/-60°V

相量圖見圖4-4.

例4-5:已知i1=1006sin8A,i2=100及sin(-120°)A,試用相量

法求》1+,2,畫相量圖。

解：11=100/0°A,2=100/-120°A

j1+j2=100/00+100/-120°=100/-60°A

i1+‘2=10042sin(8t_60")A

相量圖見圖4-5o

作業(yè)：4-5、4-7、4-8

3.2交流電路中的電阻元件

電阻元件

（一）、電流和電壓的瞬時關(guān)系

_____;_UR

才］"R

1若設(shè)MR=u以,sin（6^+，）

則Z?=粵=TsinQ+8）=IR“,sin（"+6）

zKK

幾=今或UR,“=IR,「R

K

電流和電壓之間的相位關(guān)系為同相

(二)、電壓與電流的相量關(guān)系

&=/311(初+。)

'IR=IKZ0

UR=UR,”sin(①t+8)

uR=uR^e=iRR^e

UR=IRR

相量圖如圖(b)所示

(三)、電阻元件的功率

1、瞬時功率p:元件上電壓的瞬時值與電流的瞬時值的乘積叫做該元件的

瞬時功率。

p-Lit

PR=〃流=UR,.如MlRinsinM

2

=URmIRinsincot=U(1-cos2a)

=UR/R(1-COS2a)

2、有功功率P：計算瞬時功率的平均值，即平均功率，又叫有功功率。

功率的單位為瓦(W),工程上也常用千瓦(kW)

1rT1eT

p="〃力="U/￡l-cos2")力

=([1力一]cos2cotdt)

=/5一O)=UL

TJ2

P=URIR=/潑=

K

例：一只功率為100W,額定電壓為220V的電烙鐵，接在380V的交流電源上,

問此時它接受的功率為多少？若接到110V的交流電源上，它的功率又為多少？

解：由電烙鐵的額定值可得

484Q

電源電壓為380V時"1UU

P[=￡=3802

：——=298W>100W

P484

p_U1no2

P2K二——=25W<1(W

484

接到110V的交流電源

所以兩種情況都不能正常工作。

3.3交流電路中的電容元件

電容元件

（一）、電流和電壓的瞬時關(guān)系

若設(shè)uc=UCmsin(秋+6“)

，c~C——=coCUcmcos(a+6“)=coCUsin(69f+O-\—)

dtCm2u

ic=1CMsin(創(chuàng)+^,+1)=ICn,sin("+^,+1)

兀

ic=ICmsmM+4+5)=ICmsin(S+&)

1Cm=改色cm

】c=coCUc==~~

coC

_I_1

xy「——------

c6X72型

Xc稱為容抗，單位為。。

電流和電壓之間的相位關(guān)系為正交，即電流超前電壓。

(二)、電壓與電流的相量關(guān)系

〃c=Uc,"Sin(a+6“)

&c=u/e“

zc=/Cmsin(dX+^+1)

r/八兀U「/八7Crr/八兀

Irc=1c乙+彳=h/°"+不=疣〃/夕"+彳

2A