电路知识教案电工技术基础教案

电路知识教案电工技术基础教案内容摘要：

15 课程名称 电工技术基础 课程类型 理论课 授课内容 电阻的串、并、混联及等效变换 课时 2 课时 教学目标 1 ．掌握电阻串、并联特点及串、并联时电压、电流、功率情况。 2 ．掌握对混联电路的化简。 教学重 点 电阻串、并联时电流、电压、功率情况。 教学难点 混联电路化简为一个等效电阻 教学过程 引入新课： 授新课 一、电阻的串联 图 21 电阻的串联 图 21 电阻串联电路的特点： 1．各元件流过同一电流 2．外加电压等于各个电阻上的电压降之和。 第一章教案 16 分压公式： ；。 功率分配：各个电阻上消耗的功率之各等于等效电阻吸收的功率，即： 3． 等效电阻 ： 几个电阻串联的电路，可以用一 个等效电阻 R 替代 ， 即： 4 ． 功率：各个电阻上消耗的功率之和等于等效电阻吸收的功率。 二 、电阻的并联 图 22 电阻的并联 图 22 电阻并联电路的特点： (a) 各电阻上电压相同； (b) 各分支电流之和等于等效后的电流，即 ； (c) 几个电阻并联后的电路，可以用一个等效电阻 R 替代，即 ； 第一章教案 17 ※ 特殊：两个电阻并联时， ， ， (d) 分流公式： ， (e) 功率分配： 负载增加，是指 并联的电阻越来越多， R 并 越小，电源供给的电流和功率增加了。 例 ： 有三盏电灯并联接在 110V 电源上， UN 分别为 110V ， 100W 、 110V ， 60W 、 110V ， 40W ，求 P 总 和 I 总 ，以及通过各灯泡的电流、等效电阻，各灯泡电阻。 解： P 总 = =200W ； I 总 = ， ， 或 ， ， 三 、 电阻混联 ： 串联和并联均存在。 第一章教案 18 处理 方法：利用串、并联的特点化简为一个等效电阻 改画步骤： (a) 先画出两个引入端钮；（ b ）再标出中间的连接点，应注意凡是等电位点用同一符号标出） 图 23 课外作业： 求图 141 所示的电阻组合的等效电阻（已知 R=2Ω， R1=4Ω）。 小结 第一章教案 19 课程名称 电工技术基础 课程类型 理论课 授课内容 支路电流法 课时 1 课时 教学目标 1 ．掌握支路电流法的概念 2 ．掌握运用支路电流法解题方法 教学重点 支路电流法解题方法 教学难点 1 ．列独立的 KCL 方程独立的 KVL 方程 2 ．支路电流法解题方法 教学过程 引入新课： 授新课 一、定义： 利用 KCL 、 KVL 列方程组求解各支路电流的方法。 二、解题步骤： •标出所求各支路电流的参考方向（可以任意选定）和网孔绕行方向； •确定方程数，若有 b 条支路，则有 b 个 方程； •列独立 的 KCL 方程（结点电流方程），若有 n 个 结点，则可列 (n1) 个 独立的结点电流方程； •不足的方程由独立的 KVL 方程补足（回路电压方程），若有 m 个 网孔，就可列 m 个 独立的回路电压方程，且 m+(n1)=b ； •联立方程组，求解未知量。 ※ 概念：独立回路：如果每一回路至少含有一条为其他已取的回路所没有包含的回路称为独立回路；网孔：中间不含任何其他支路的回路。 独立回路不一定是网孔。 第一章教案 20 例 ： 如图所示电路，两个实际电压源并联后给负载 供电，已知 ， ， ， ， ，求各支路电流、各元件的功率以及结点间电压。 解： （ 1 ）此电路有 2 个结点， 3 条支路， 2 个网孔，因此可以列 3 个方程，其中 1 个为独立的节点电 流方程， 2 个为独立的回路电压方程。 （ 2 ）结点间电压为 （ 3 ）功率为： （供能） （耗能） （耗能）， （耗能） （耗能） 课外作业： 小结 第一章教案 21 课程名称 电工技术基础 课程类型 理论课 授课内容 回路电流法 课时 1 课时 教学目标 1 ．掌握网孔和回路的区别 2 ．掌握运用网孔电流法解题方法 教学重点 自电阻和互电阻的概念 /网孔电流法解题方法 教学难点 网孔电流法解题方法 教学过程 引入新课： 授新课 一、网孔电流法： 1 、与支路电流法比较：支路电流法对于支路数较多的电 路，计算不方便，而网孔数少于支路数，因此当支路数较多时，网孔电流法相对而言就显得方便简单些。 2 、定义：以假想的网孔电流为未知量，只用 KVL 列出独立网孔方程求解的方法。 图 32 3 、验证：以下图电路为例 第一章教案 22 对于三个结点列节点电流方程得： ① 对于三个网孔，列回路电压方程得： ② 代入 ② ，得： 若假想每个网孔中有一个假想电流在流动，且是沿着网孔边界流动的电流，设为 、 和 ，则 ＝ ， ＝ ， ＝ ，则上式变为 则 假想的网孔电流 各支路电流。 根据已 标的电流方向，可得 ＝ ， ＝ ， ＝ ， ， ， 课外作业： 小结 第一章教案 23 课程名称 电工技术基础 课程类型 理论课 授课内容 正弦交流电的产生 课时 1 课时 教学目标 知道正弦交流电的产生。 理解交流电的波形图 教学重点 正弦交流电的产生 教学难点 交流电的波形图 教学过程 引入新课： 授新课 一、交流电的产生 照图 123 那样使矩形线圈 abcd在匀强磁场中匀速转动。 观察电流表的指针，可以看出，指针随着线圈的转动而摆动，并且线圈每转一周，指针左右摆动一次。 这表明转动的线 圈里产生了感应电流，并且感应电流的大小和方向都在随时间做周期性变化。 这种大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交流电。 下面研究交流电的变化规律。 图 124 中标 a的小圆圈表示线圈 ab边的横截面，标 d 的小圆圈表示线圈 cd 边的横截面。 假定线圈平面从与磁感线垂直的平面（这个面叫做中性面）开始，沿逆时针的方向匀速转动，角速度是ω，单位为 rad/s（弧度 /秒）。 经过时间 t 后，线圈转过的角度是ωt。 这时， ab 边的线速度 v 的方向与磁感线方向间的夹角也等于 ωt。 设 ab边的长度 l，磁场的磁感应强度是 B，那么 ab 边中 的感应电动势 eab＝ Blvsinωt， cd边 中 的感应电动势第一章教案 24 跟 ab 边中的大小相同，而且又是串联在一起，所以，这一瞬间整个 线 圈中的感应电动势e 可用下式表示 e=2Blvsin ω t 当线圈平面转到与磁线平行的位置时， ab边和 cd 边的线速 度 方向都与磁感线垂直，即 ab 边和 cd 边都垂直切割磁感线，由于 ωt＝ π/2， sinωt＝ 1，所以，这时的感应电动势最大，用 Em来表示，即 Em=２ Blv，代入上式得到 e=Emsin ωt 式中， e 叫做电动势的瞬时值， Em 叫做电动势的最大值。 由上式可知，在匀强磁场中匀速转动的线圈里产 生的感应电动势是按正弦规律变化的。 如果把线圈和电阻组成闭合电路，则电路中就有感应电流。 用 R表示整个闭合电路的电阻，用 i 表示电路中的感应电流，那么 i=Re = tREm sin ， REm 是电流的最大值，用 Im表示，则电流的瞬时值可用下式表示 i=Imsin ωt 可 见感应电流也是按正弦规律变化的。 外电路中一段导线上的电压同样也是按正弦规律变化的。 设这段导线的电阻为 R′ ，电压的瞬时值 u 为 u=R′ i= R′ Imsin ωt 式中， R′ Im是电压的最大最，用 Um表示，所以 u=Umsin ωt 上述各式。