電工電子技術(shù) 教案.doc

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廈門電子職業(yè)中專學(xué)?！　　　　〗獭“浮〖? 第　　頁　　　　 學(xué) 科 《電子電工技術(shù)》 第一章　直流電路 1.1　電路 檢　　查 授課班級 授課時數(shù) 2 教具 多媒體、黑板、粉筆 授課時間 2016 . 9 教學(xué)方法 講解 ，啟發(fā)，問答、實物演示 教學(xué)目的 1． 介紹課程以及教學(xué)大綱 2． 了解電路的基本概念及組成 3． 掌握元件符號 教學(xué)重點 和難點 1． 電路的基本組成 2． 掌握元件符號 3． 學(xué)會畫電路圖 復(fù)習(xí)提問 掌握元件符號和電路圖 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計 教學(xué)追記 1.1　電路 一、電路的基本組成 圖1-1 簡單的直流電路 1．什么是電路？ 電路是由各種元器件(或電工設(shè)備)按一定方式 聯(lián)接起來的總體，為電流的流通提供了路徑。 如圖1-1所示。 2．電路的基本組成 電路的基本組成包括以下四個部分： (1) 電源(供能元件)：為電路提供電能的設(shè)備和器件。 　 (2) 負(fù)載(耗能元件)：使用(消耗)電能的設(shè)備和器件(如燈泡等用電器)。 　(3) 控制器件：控制電路工作狀態(tài)的器件或設(shè)備(如開關(guān)等)。 (4) 聯(lián)接導(dǎo)線：將電器設(shè)備和元器件按一定方式聯(lián)接起來(如各種銅、鋁電纜線等)。 提問 教　案　紙 附 頁 第 1 頁　　　　 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計 教學(xué)追記 3．電路的狀態(tài) (1) 通路(閉路)：電源與負(fù)載接通，電路中有電流通過，電氣設(shè)備或元器件獲得一定的電壓和電功率，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。 (2) 開路(斷路)：電路中沒有電流通過，又稱為空載狀態(tài)。 (3) 短路(捷路)：電源兩端的導(dǎo)線直接相連接，輸出電流過大對電源來說屬于嚴(yán)重過載，如沒有保護(hù)措施，電源或電器會被燒毀或發(fā)生火災(zāi)，所以通常要在電路或電氣設(shè)備中安裝熔斷器、保險絲等保險裝置，以避免發(fā)生短路時出現(xiàn)不良后果。 二、電氣元件符號 三、基本電路圖 由理想元件構(gòu)成的電路叫做實際電路的電路模型，也叫做實際電路的電路原理圖，簡稱為電路圖。例如，圖1-2所示的手電筒電路。 理想元件：電路是由電特性相當(dāng)復(fù)雜的元器件組成的，為了便于使用數(shù)學(xué)方法對電路進(jìn)行分析，可將電路實體中的各種電器設(shè)備和元器件用一些能夠表征它們主要電磁特性的理想元件(模型)來代替，而對它的實際上的結(jié)構(gòu)、材料、形狀等非電磁特性不予考慮。 圖1-2 手電筒的電路原理圖 畫圖講解 廈門電子職業(yè)中專學(xué)?！　　　　〗獭“浮〖? 第　　頁　　　　 學(xué) 科 《電子電工技術(shù)》 第一章　直流電路 1.2　電路的常用物理量 檢　　查 授課班級 授課時數(shù) 6 教具 多媒體、黑板、粉筆 授課時間 2016 . 10 教學(xué)方法 講解 ，啟發(fā)，問答、實物演示 教學(xué)目的 1、掌握電流、電壓、電功率、電能等基本概念。 2、電路的物理量（電流、電壓、電能和電功率）代表的含義及單位。 3、了解額定功率以及實際功率的計算 教學(xué)重點 和難點 1、掌握電流、電壓、電功率、電能等基本概念。 2、電路的物理量（電流、電壓、電能和電功率）代表的含義及單位。 3、了解額定功率以及實際功率的計算 復(fù)習(xí)提問 畫元件符號和電路圖 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計 教學(xué)追記 1.2　電路的常用物理量 1.2.1?電流 一、電流的基本概念 1．電流：電路中帶電粒子在電源作用下有規(guī)則地移動（習(xí)慣上規(guī)定正電荷移動的方向為電流的實際方向）。 2．電流參考方向：是預(yù)先假定的一個方向，參考方向也稱為正方向，在電路中用箭頭標(biāo)出。 （1）圖1.2（a），I = 3 A計算結(jié)果為正，表示電流實際方向與參考方向一致。 （2）圖1.2（b），I = -3 A計算結(jié)果為負(fù)，表示電流實際方向與參考方向相反。 注意：電流的正、負(fù)只有在選擇了參考方向之后才有意義。 圖1.21?電流的方向 提問，電流時初中學(xué)過的知識 教　案　紙 附 頁 第1 頁　　　　 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計 教學(xué)追記 特例：交流電的實際方向是隨時間而變的。如果某一時刻電流為正值，即表示該時刻電流的實際方向與參考方向一致；如果是負(fù)值，則表示該時刻電流的實際方向與參考方向相反。 3．電流的大小為 I = 電流的單位是安(培)(A)。常用的電流單位還有毫安(mA)、微安(A)等。 1A = 103 mA = 106 A 4、直流電流和交流電流 ?。?）直流電流 如果電流的大小及方向都不隨時間變化，即在單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量相等，則稱之為穩(wěn)恒電流或恒定電流，簡稱為直流(Direct Current)，記為DC或dc，直流電流要用大寫字母I表示。 　　直流電流I與時間t的關(guān)系在I－t坐標(biāo)系中為一條與時間軸平行的直線。 （2）交流電流 如果電流的大小及方向均隨時間變化，則稱為變動電流。對電路分析來說，一種最為重要的變動電流是正弦交流電流，其大小及方向均隨時間按正弦規(guī)律作周期性變化，將之簡稱為交流(Alternating current)，記為AC或ac，交流電流的瞬時值要用小寫字母i或i(t)表示。 5、電流對負(fù)載有各種不同的作用和效應(yīng)，如表1.1所示。 熱效應(yīng)總出現(xiàn) 磁效應(yīng)總出現(xiàn) 光效應(yīng)在氣體和一些半導(dǎo)體中出現(xiàn) 電熨斗、電烙鐵、熔斷器 繼電器線圈、開關(guān)裝置 白熾燈、發(fā)光二極管 化學(xué)效應(yīng)在導(dǎo)電的溶液中出現(xiàn) 對人體生命的效應(yīng) 蓄電池的充電過程 事故、動物麻醉 教　案　紙 附 頁 第2 頁　　　　 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計 教學(xué)追記 1.2.2?電壓與電動勢 電壓：可以通過電荷的分離產(chǎn)生，如圖1.22。要把不同極性的電荷分離開，就必須對電荷做功。在電荷分離過程中，這兩種不同極性的電荷之間便產(chǎn)生了電壓。 圖1.22《電子電工技術(shù)》《電子電工技術(shù)》 1．電壓的基本概念 電壓是指電路中兩點A、B之間的電位差(簡稱為電壓)，其大小等于單位正電荷因受電場力作用從A點移動到B點所作的功，電壓的方向規(guī)定為從高電位指向低電位的方向。 電壓的國際單位制為伏特(V)，常用的單位還有毫伏(mV)、微伏(mV)、千伏(kV)等，它們與伏特的換算關(guān)系為 1 mV = 10-3 V； 1 mV = 10-6 V； 1 kV = 103 V 2．直流電壓與交流電壓 如果電壓的大小及方向都不隨時間變化，則稱之為穩(wěn)恒電壓或恒定電壓，簡稱為直流電壓，用大寫字母U表示。 如果電壓的大小及方向隨時間變化，則稱為變動電壓。對電路分析來說，一種最為重要的變動電壓是正弦交流電壓(簡稱交流電壓)，其大小及方向均隨時間按正弦規(guī)律作周期性變化。交流電壓的瞬時值要用小寫字母u或u(t)表示。 3．電源電動勢（電動勢）：它表征非靜電力在電源內(nèi)部搬運電荷所做的功與被移送電荷量的比值。 4．電動勢的大小為 電動勢的單位為伏[特]（V）。 5．電動勢的方向規(guī)定由電源負(fù)極指向電源正極，如圖1.23所示。 圖1.23?電動勢的方向 教　案　紙 附 頁 第3 頁　　　　 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計 教學(xué)追記 圖1.23所示電路中，非靜電力將電荷分離搬運到電源兩端，當(dāng)外電路閉合時，電荷會經(jīng)外電路移動而形成外電路電流I 。 6．電壓表征靜電力在電源外部搬運電荷所做的功（W）與被移送電荷量（Q）的比值。即 電壓的單位和電動勢的單位一樣也是伏[特]（V）。 7．電壓的方向規(guī)定由電源正極（高電位端）指向電源負(fù)極（低電位端）。 1.2.3?電位 1．什么是電位？就像空間的每一點都有一定的高度一樣，電路中每一點都有一定的電位。 2．電位有什么作用？由于空間高度的差異，才會引起液體從高向低流動。電路中電流產(chǎn)生也必須有一定的電位差，在電源外部通路中，電流從高電位點流向低電位點。 3．電位用字母V表示，不同點的電位用字母V加下標(biāo)表示。例如VA表示A點的電位值。 4．零電位點：衡量電位高低的一個計算電位的起點，該點的電位值規(guī)定為0V。習(xí)慣上常規(guī)定大地的電位為零，稱為參考點。 5．電路中零電位點規(guī)定之后，電路中任何一點與零電位之間的電壓，就是該點的電位。反之各點電位已知后，就能求出任意兩點（A、B）間的電壓。 例如，V A = 5V，V B = 3V，那么A、B之間的電壓為 UAB = VA - VB =（5 - 3）V = 2 V 1.2.4?電能 1．電能：若導(dǎo)體兩端電壓為U，通過導(dǎo)體橫截面積的電荷量為Q，電場力所做的功就是電路所消耗的電能： W = QU = U I t 2．電能的單位為焦[耳]（J）。在實際應(yīng)用中常以千瓦時（kW h）(曾稱度)作為電能的單位。 1 kWh時在數(shù)值上等于功率為1 kW的用電器工作1 h所消耗的電能。 1度 = 1 kW h = 1000 W 3 600 s = 3.6 W s = 3.6 106 J 3．電能的測量是利用電能表（俗稱電度表），如圖1.24所示。 [例1.1]?一臺25 in. 彩電額定功率是120 W，每千瓦時電的電費為0.45元，共計工作5小時，電費為多少？ [解]?電費 = 千瓦數(shù) 用電小時數(shù) 每千瓦時費用 = 0.12 5 0.45元 = 0.27元 教　案　紙 附 頁 第4 頁　　　　 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計 教學(xué)追記 圖1.24?電度表及接線 1.2.5?電功率 1．電功率：用電設(shè)備單位時間（t）里所消耗的電能（W）叫做電功率： = U I 若是純電阻電路： P = UI = I 2R = 2．電功率是利用功率表進(jìn)行測量的，其測量線路如圖1.25所示。 圖1.25?功率表測功率 功率表測電壓的線圈（1、2）并聯(lián)在電路上，測量電流的線圈（3、4）串聯(lián)在電路上。 [例1.2]?一臺電爐的額定電壓為220 V，額定電流為5 A，該電爐電功率為多大？ [解]?P = U I = 220 5 W = 1 100 W=1.1 kW 教　案　紙 附 頁 第5 頁　　　　 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計 教學(xué)追記 1.2.6 電氣設(shè)備額定值 1．額定值：電氣設(shè)備在正常工作時對電流、電壓和功率具有一定限額。 2．額定值表示方法： （1）利用銘牌標(biāo)出（電動機(jī)、電冰箱、電視機(jī)的銘牌）； （2）直接標(biāo)在該產(chǎn)品上（電燈泡、電阻）； （3）從產(chǎn)品目錄中查到（半導(dǎo)體器件）。 3．額定狀態(tài)：應(yīng)用中實際值等于額定值時，電氣設(shè)備的工作狀態(tài)。 4．過載：實際值超過額定值。 5．欠載：實際值低于額定值。 [例1.8]?標(biāo)有100、4 W的電阻，如果將它接在20 V或40 V的電源上，能否正常工作？ [解]?該電阻阻值為100，額定功率為4 W，也就是說，如果該電阻消耗的功率超過4 W，就會產(chǎn)生過熱現(xiàn)象甚至燒毀。 （1）在20 V電壓作用下時 P = W = 4 W 該值等于額定功率，因此在20V的電源電壓時可以正常工作。 （2）在40V電壓作用下時，同理可得 P W = 16 W 16 W > 4 W，此時該電阻消耗的功率已經(jīng)大大超過其額定值，這種過載情況極易燒毀電阻，使其不能正常工作。應(yīng)更換阻值相同，額定功率大于或等于16 W的電阻。 1．電流是一種物理現(xiàn)象，又是一個表示帶電粒子定向運動強弱的物理量（電流會使導(dǎo)線發(fā)熱，指的是物理現(xiàn)象；電路中有3A的電流，是指其電流的強弱）。 2．電流的參考方向是任意假定的，在電路圖中用箭頭標(biāo)示。如果有了電流的參考方向又有了電流的正值或負(fù)值，才可以判定出導(dǎo)體中電流的真實方向。 3．電壓產(chǎn)生的本質(zhì)是不同極性的電荷分離，而產(chǎn)生電壓的方式有多種。 電壓的實際方向，習(xí)慣上規(guī)定高電位點指向低電位點。 4．電動勢不僅有大小，也有方向。它的實際方向習(xí)慣上規(guī)定由低電位點指向高電位點（經(jīng)內(nèi)電路）。電動勢單位與電壓單位一致是“伏［特］”。 5．為了描述某點電位高低，在選定一零電位點（參考點）以后，就可以用電位概念來表征某點電位的高低了。 6．電位的值與參考點的選擇有關(guān)，而電壓與電位參考點的選擇無關(guān)。 7．電路所消耗的電能是指在電場力的作用下，該電路兩端電壓使電路中電荷移動所做的功。 8．電能測量可使用電能表，電能表接線按“相線1進(jìn)2出，零線3進(jìn)4出”的原則。 9．電功率數(shù)學(xué)表達(dá)式為 P = U I P = UI = R I 2 = U 2 / R 廈門電子職業(yè)中專學(xué)?！　　　　〗獭“浮〖? 第　　頁　　　　 學(xué) 科 《電子電工技術(shù)》 第一章　直流電路 1.3　電阻元件，歐姆定律 檢　　查 授課班級 授課時數(shù) 4 教具 多媒體、黑板、粉筆 授課時間 2016.11 教學(xué)方法 講解 ，啟發(fā)，問答、實物演示 教學(xué)目的 1、解釋電阻元件的電壓、電流關(guān)系。 2、了解電阻定律，掌握歐姆的計算 3、掌握色環(huán)電阻的讀數(shù)方法 教學(xué)重點 和難點 1、解釋電阻元件的電壓、電流關(guān)系。 2、掌握歐姆的計算 3、掌握色環(huán)電阻的讀數(shù)方法 復(fù)習(xí)提問 掌握電流、電壓、電功率、電能等基本概念。 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計 教學(xué)追記 1.3　電阻元件 1.3.1電阻元件 電阻元件是對電流呈現(xiàn)阻礙作用的耗能元件，例如燈泡、電熱爐等電器。 電阻定律： r ——制成電阻的材料電阻率，國際單位制為歐姆 米(W m) ； ——繞制成電阻的導(dǎo)線長度，國際單位制為米(m)； S ——繞制成電阻的導(dǎo)線橫截面積，國際單位制為平方米(m2) ； R ——電阻值，國際單位制為歐姆(W)。 經(jīng)常用的電阻單位還有千歐(kW)、兆歐(MW)，它們與 W 的換算關(guān)系為 1 kW = 103 W； 1 MW = 106 W 1.3.2電阻元件的電流、電壓關(guān)系 1．電阻的電流、電壓關(guān)系特性：將電阻兩端電壓與流過電阻電流的關(guān)系用圖形表示。在電阻為恒定值時，電流、電壓關(guān)系特性如圖1.14所示。 復(fù)習(xí) 提問 教　案　紙 附 頁 第 1 頁　　　　 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計 教學(xué)追記 注意：電阻越小，這條直線越陡。 1.3.3?線性電阻和非線性電阻 圖1.14?電阻的電流、電壓特性 1．線性電阻：電壓、電流特性如圖1.15（a）所示，電阻是常數(shù)。 2．非線性電阻：電壓、電流特性如圖1.15（b）所示，電阻不是常數(shù)。 (a) (b) 圖1.15?電阻的電流、電壓特性 1.3.4?常用電阻元件 1．線性性電阻 （1）電阻參數(shù)標(biāo)注：① 直接標(biāo)注在電阻上；② 色環(huán)標(biāo)注。色環(huán)表示的意義如表1.2所示。 表1.2?色標(biāo)符號規(guī)定 顏??色 有效數(shù)字 乘??數(shù) 允許偏差（%） 工作電壓/V 銀色 10 -2 10 金色 10 -1 5 黑色 0 10 -0 4 棕色 1 10 1 1 6.3 紅色 2 10 2 2 10 橙色 3 10 3 16 黃色 4 10 4 25 綠色 5 10 5 0.5 32 藍(lán)色 6 10 6 0.25 40 紫色 7 10 7 0.1 50 灰色 8 10 8 63 白色 9 10 9 + 50，- 20 無色 20 本章重點 教　案　紙 附 頁 第 2 頁　　　　 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計 教學(xué)追記 （2）二位有效數(shù)字色環(huán)標(biāo)記：如圖1.17所示，該電阻的阻值為2 700，允許偏差5%； （3）三位有效數(shù)字色環(huán)標(biāo)記：如圖1.18所示，該電阻的阻值為33 200，允許偏差1%。 圖1.17?兩位有效數(shù)字色標(biāo)示例 圖1.18?三位有效數(shù)字色標(biāo)示例 2．非線性電阻 （1）熱敏電阻外形如圖1.19所示。 （2）熱敏電阻：① 負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，簡稱NTC（Negative Temperature Coefficient）電阻；應(yīng)用于溫度測量和溫度調(diào)節(jié)，還可以作為補償電阻，對具有正溫度系數(shù)特性的元件（例如晶體管）進(jìn)行補償；抑制小型電動機(jī)、電容器和白熾燈在通電瞬間所出現(xiàn)的大電流（沖擊電流）。② 正溫度系數(shù)熱敏電阻，簡稱PTC（Positive Temperature Coefficient）電阻。PTC電阻可用于小范圍的溫度測量、過熱保護(hù)和延時開關(guān)。 （3）壓敏電阻：如圖1.20所示。 圖1.19?熱敏電阻 圖1.20?壓敏電阻 壓敏電阻可用于過壓保護(hù)，將它并聯(lián)在被保護(hù)元件兩端，當(dāng)出現(xiàn)過電壓時，其電阻急劇減小，將電流分流以保護(hù)并聯(lián)在一起的元件。 常識了解 教　案　紙 附 頁 第 3 頁　　　　 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計 教學(xué)追記 1.3.5歐姆定律 1．基本概念： （1）內(nèi)電路：電源本身的電流通路。 （2）內(nèi)阻：內(nèi)電路的電阻。 （3）外電路：電源以外的電流通路。 （4）全電路：內(nèi)電路和外電路總稱。 2．圖1.11所示為全電路。 圖1.11?全電路 （1）對于外電路，在電路電壓一定的情況下，電路電阻越大，電路中電流就越小。 應(yīng)用歐姆定律時，應(yīng)注意電流I和電壓U的參考方向： 圖1.12（a）中，電流為 圖1.12（b）中，電流為 [例1.3]?試求圖1.13（a）所示電路中的電流，圖中電壓為1.5 V，電阻為1。 (a) (b) 圖1.12?應(yīng)用歐姆定律時的參考方向 圖1.13?例題1.3附圖 常識了解 教　案　紙 附 頁 第 4 頁　　　　 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計 教學(xué)追記 [解]?圖1.13（a）所示電路中沒有標(biāo)出電流方向，可以設(shè)定其參考方向如圖1.13（b）所示，電壓和電流參考方向一致，那么 = A = 1.5 A 若按圖1.13（c）設(shè)定其參考方向，由于電壓和電流參考方向選用不一致，那么 = A = - 1.5 A 計算結(jié)果I < 0，說明圖1.13（c）設(shè)定的電流方向與實際方向相反。 （2）全電路歐姆定律 電源內(nèi)阻越小，可以更多地向外電路提供電流（電能）。 【四、小結(jié)】 1．應(yīng)用歐姆定律列式時，當(dāng)電壓和電流的正方向選得相反時，表達(dá)式須帶負(fù)號。 2．全電路歐姆定律。 電流形式表達(dá)式為 I = 電壓形式表達(dá)式為 E = R I + R0 I = U + U0 小結(jié) 廈門電子職業(yè)中專學(xué)校　　　　　教　案　紙 第　　頁　　　　 學(xué) 科 《電子電工技術(shù)》 第一章　直流電路 1.4　電阻的連接 檢　　查 授課班級 授課時數(shù) 4 教具 多媒體、黑板、粉筆 授課時間 2016 . 12 教學(xué)方法 講解 ，啟發(fā)，問答、實物演示 教學(xué)目的 1、 電阻負(fù)載的串聯(lián)、并聯(lián)的連接和計算。 2、 了解等效的概念。 3、 分壓公式及分流公式的靈活應(yīng)用 教學(xué)重點 和難點 1、 電阻負(fù)載的串聯(lián)、并聯(lián)的連接和計算。 2、 了解等效的概念。 3、分壓公式及分流公式的靈活應(yīng)用 復(fù)習(xí)提問 歐姆定律 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計 教學(xué)追記 1.4　電阻的連接 1.4.1?負(fù)載的串聯(lián) 串聯(lián)形式如圖1.41所示。 圖1.41?負(fù)載的串聯(lián) 串聯(lián)時： （1）電路中流經(jīng)各負(fù)載電阻的電流I相同。 （2）各負(fù)載電阻兩端電壓分別為 U1 = R1 I ，U2 = R2 I ，U3 = R3 I 復(fù)習(xí)提問 教　案　紙 附 頁 第 1 頁　　　　 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計 教學(xué)追記 （3）電源總電壓等于各負(fù)載電阻兩端電壓之和 U = U1 + U2 + U3 （4）串聯(lián)后的等效電阻為 R = R1 + R2 + R3 [例1.5]?求圖1.42所示電路中的總電阻、總電流、各電阻上的電壓降、總電壓降。 圖1.42?例1.5附圖 [解]?電路總電阻 R = R 1 + R 2 + R 3 = ( 2 + 3 + 7 ) = 12 總電流 A = 20 A R 1電阻上電壓降 U1 = I R 1 = 20 2 V = 40 V R 2電阻上電壓降 U2 = I R 2 = 20 3 V = 60 V R 3電阻上電壓降 U3 = I R 3 = 20 7 V = 140 V 總電壓為各電阻上電壓降之和，即 U = U1 + U2 + U3 = ( 40 + 60 + 140 ) V = 240 V [例1.4]?將一個標(biāo)稱值為6.3 V / 0.3 A的指示燈與一個100的可變電阻串聯(lián)起來，接在24V的電壓上（如圖1.43所示），若要使指示燈兩端電壓達(dá)到額定值，可變電阻的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)到多大？ 解：可變電阻在這里起分壓作用，其兩端電壓： U1 = U - U2 = ( 24 - 6.3 ) V = 17.7 V 因為流過可變電阻和流過指示燈的電流相等， 所以可變電阻的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)到 RP = 圖1.43?例1.6附圖 畫圖講解 教　案　紙 附 頁 第 2 頁　　　　 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計 教學(xué)追記 在串聯(lián)了分壓電阻以后，可以使額定電壓較小的負(fù)載在較高的電源電壓下工作。選擇分壓電阻時，應(yīng)使負(fù)載得到額定的電壓和電流。 1.4.2?負(fù)載的并聯(lián) 并聯(lián)形式如圖1.44所示。 圖1.44?負(fù)載的并聯(lián) 并聯(lián)時： （1）電路中各負(fù)載端電壓U與電源電壓相同。 （2）各負(fù)載電阻中的電流分別為 I1 = ，I2 = ，I3 = （3）電源發(fā)出的總電流等于各負(fù)載電流之和 I = I1 + I2 + I3 （4）并聯(lián)后的等效電阻為 [例1.7]?求圖1.45所示電路中流過各電阻的電流及總電流。 圖1.45?例題1.7附圖 I2 = A = 15 A I3 = A = 10 A 畫圖講解 教　案　紙 附 頁 第 3 頁　　　　 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計 教學(xué)追記 總電流 I = I1+ I2+ I3 = ( 30 + 15 + 10 ) A = 55 A 總電阻 = R 2.2 或 R = = 2.2 【四、小結(jié)】 1．串聯(lián)是多個電阻依次連接并通過同一電流。電阻串聯(lián)有分壓的作用。 2．并聯(lián)是將多個電阻連接在兩個公共節(jié)點之間，承受同一電壓。電阻并聯(lián)有分流作用。 3．無論是串聯(lián)還是并聯(lián)等效電阻，都是從電路的端口對外電路等效的，其內(nèi)部是不能等效的。 4．在只要求估算時，阻值相差很大的兩個電阻串聯(lián)，小電阻的分壓作用可以忽略不計；阻值相差很大的兩個電阻并聯(lián)，大電阻的分流作用可以忽略不計。 廈門電子職業(yè)中專學(xué)?！　　　　〗獭“浮〖? 第　　頁　　　　 學(xué) 科 《電子電工技術(shù)》 第一章　直流電路 1.5基爾霍夫定律及支路電流法 檢　　查 授課班級 授課時數(shù) 6 教具 多媒體、黑板、粉筆 授課時間 2017.1 教學(xué)方法 講解 ，啟發(fā)，問答、實物演示 教學(xué)目的 1、掌握基爾霍夫第一、第二定律 2、應(yīng)用基爾霍夫第二定律列獨立方程式。 3、應(yīng)用基爾霍夫定律列m個獨立方程。 教學(xué)重點 和難點 1、掌握基爾霍夫第一、第二定律 2、應(yīng)用基爾霍夫第二定律列獨立方程式。 3、應(yīng)用基爾霍夫定律列m個獨立方程。 復(fù)習(xí)提問 1．電位的概念。 2．全電路歐姆定律。 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計 教學(xué)追記 1.5基爾霍夫定律及支路電流法 1.51?基爾霍夫第一定律——電流定律（KCL） 1．支路：一段不分岔的電路。 2．結(jié)點：有三條或三條以上支路的連接點。 3．基爾霍夫第一定律：任一瞬時電路在結(jié)點上電流的代數(shù)和為零，即 I = 0 [例1.10]?列寫出圖1.51路中結(jié)點A的基爾霍夫第一定律表達(dá)式。 圖1.51?具有兩個結(jié)點的電路 復(fù)習(xí)提問 教　案　紙 附 頁 第 1 頁　　　　 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計 教學(xué)追記 [解]?對于結(jié)點上的電流，假設(shè)流入結(jié)點電流為正，流出結(jié)點電流為負(fù)。那么 I1 + I2 + ( -I3 ) = 0 或 I1 + I2 = I3 可見，基爾霍夫第一定律也可描述為流入結(jié)點電流的代數(shù)和等于流出結(jié)點電流的代數(shù)和。 1.52?基爾霍夫第二定律——電壓定律（KVL） 1．回路：在電路中由支路組成的任一閉合路徑。 注意：圖1.34所示電路中除了有回路 G 和回路 P 以外，沿電路外圍由電動勢E1、電阻R1、R3也構(gòu)成一個回路。 2．基爾霍夫第二定律：任一瞬時沿回路繞行一周，所有電動勢的代數(shù)和等于所有電壓降的代數(shù)和即， E = U 或 E = RI [例1.11]?列寫出圖1.34電路中回路 G 的基爾霍夫第二定律表達(dá)式。 [解]?設(shè)定回路 G 的繞行方向為順時針方向，那么電動勢方向與繞行方向一致時為正，相反時為負(fù)；電壓降方向由電流方向決定，所以電流方向與繞行方向一致時為正，相反時為負(fù)。 E1-E2 = R1I1 - R2 I2 或 E1 + R2 I2 = E2 +R1 I1 1.53支路電流法 1．復(fù)雜電路：指像圖1.51所示的這種無法用串、并聯(lián)方法直接應(yīng)用歐姆定律求解的電路。 2．支路電流法：以支路電流為求解對象，應(yīng)用基爾霍夫第一、第二定律對結(jié)點和回路列出所需的方程組，然后求解各支路電流。 3．支路電流法解題步驟： 步驟一：選擇各支路電流參考方向。在圖1. 51中，選取支路電流I1、I2和I3的參考方向如圖中所示。 步驟二：根據(jù)結(jié)點數(shù)列寫?yīng)毩⒌慕Y(jié)點電流方程式。在圖1.34所示電路中，有A和B兩個結(jié)點，利用KCL列出結(jié)點方程式。 結(jié)點A：?I1 + I2 – I3 = 0 結(jié)點B：?-I1 - I2 + I3 = 0 畫圖講解 教　案　紙 附 頁 第 2 頁　　　　 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計 教學(xué)追記 一般來說，電路中有2個結(jié)點時，只能列出1個獨立方程，可以在2個結(jié)點中任選其中1個方程。 步驟三：根據(jù)網(wǎng)孔，利用KVL列寫回路電壓方程式，補齊不足的方程數(shù)。一般情況下以自然網(wǎng)孔為對象列寫電壓方程為宜，這樣可以防止列寫的電壓方程不獨立。利用KVL，對回路I和回路II列寫電壓方程式 回路 I：?E1 - E2 = R1 I1 - R2 I2 回路II：?E2 = R2 I2 + R3 I3 步驟四：聯(lián)立求解方程組，求出各支路電流。 I1 + I2 – I3 = 0 E1 - E2 = R1 I1 - R2 I2 E2 = R2 I2 + R3 I3 代入已知數(shù)值R1、R2、R3、E1、E2，可求得電流I1、I2、I3。 [例1.12]?在圖1.35所示電路中，已知R1 = 5，R2 = 10，R3 = 15，E1 = 180 V，E2 = 80 V，求各支路中的電流。 圖1.35?例題1.12附圖 [解]?應(yīng)用支路電流法求解該電路，由于待求支路有3條，所以必須列出3個獨立方程才能求解3個未知電流I1、I2和I3 。 （1）設(shè)各支路電流參考方向如圖1.35中所示。 （2）應(yīng)用KCL對結(jié)點A列寫電流方程 I1 + I2 - I3 = 0 （3）應(yīng)用KVL對回路列寫電壓方程式，因為已列出1個獨立的電流方程，所以必須補寫2個獨立的電壓方程，按網(wǎng)孔選定2個回路，繞行方向如圖1.35所示。 回路G：?E1 = R1 I1 + R3 I3 回路P：?E2 = R2 I2 + R3 I3 （4）聯(lián)立求解方程組，求出各支路電流數(shù)值。 畫圖講解 教　案　紙 附 頁 第 3 頁　　　　 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計 教學(xué)追記 I1 + I2 - I3 = 0 E1 = R1 I1 + R3 I3 E2 = R2 I2 + R3 I3 代入?yún)?shù) I1 + I2 - I3 = 0 180 = 5 I1 + 15 I3 80 = 10 I2 + 15 I3 解聯(lián)立方程可得 I1 = 12 A，I2 = - 4 A，I3 = 8 A 求得結(jié)果中I1和I3為正值，說明電流的實際方向與參考方向一致；I2為負(fù)值，說明電流的實際方向與參考方向相反。 【四、小結(jié)】 支路電流法是基爾霍夫定律在復(fù)雜電路中的應(yīng)用。其求解步驟如下： （1）確定電路的支路數(shù)m，選定各支路電流的正方向； （2）若電路共有n個節(jié)點，利用基爾霍夫電流定律列出列（n - 1）個獨立的節(jié)點電流方程。 （3）利用基爾霍夫電壓定律列寫出獨立回路的電壓方程式，一般按網(wǎng)孔選擇的回路，列寫的方程都是獨立的； （4）解獨立方程數(shù)目等于m個聯(lián)立方程式，即可求出各支路電流的； （5）利用歐姆定律和基爾霍夫電壓定律求出各支路電壓。 畫圖講解 廈門電子職業(yè)中專學(xué)?！　　　　〗獭“浮〖? 第　　頁　　　　 學(xué) 科 《電子電工技術(shù)》 2.1?交流電的基礎(chǔ)知識 檢　　查 授課班級 授課時數(shù) 6 教具 多媒體、黑板、粉筆 授課時間 2017.1 教學(xué)方法 講解 ，啟發(fā)，問答、實物演示 教學(xué)目的 描述正弦交流電的基本概念。了解正弦量的三要素。 教學(xué)重點 和難點 【教學(xué)重點】 正弦交流電的三要素。 【教學(xué)難點】 正弦交流電的角頻率、有效值、相位、初相位和相位差 復(fù)習(xí)提問 正弦函數(shù)及表達(dá)形式。 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計 教學(xué)追記 2.1.1?交流電的基本概念 交流電：大小和方向隨時間作周期性變化，并且在一個周期內(nèi)的平均值為零的電壓、電流和電動勢。圖2.1畫出了直流電和幾種交流電的波形。 圖2.1　直流電和交流電的波形 復(fù)習(xí)提問 教　案　紙 附 頁 第 1 頁　　　　 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計 教學(xué)追記 2.1.2　正弦交流電相關(guān)量 1．周期：交流電變化一個循環(huán)所需要的時間，如圖2.3所示。 2．頻率：交流電在單位時間內(nèi)（每秒鐘）完成的周期數(shù)，單位是赫[茲]（Hz）。頻率和周期是互為倒數(shù)，即 f = 圖2.3　正弦交流電的波形 3．角頻率：單位時間內(nèi)變化的角度（以弧度為單位），單位是弧度/秒（rad / s）。角頻率與周期T、頻率f之間的關(guān)系為 w = 2 p f [例2.1]?我國供電電源的頻率為50 Hz，稱為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)頻率，簡稱工頻，其周期為多少？角頻率為多少？ [解] T = s = 0.02 s w = 2 p f =2 3.14 50 rad / s = 314 rad / s 即工頻50 Hz的交流電，每0.02 s鐘變化一個循環(huán)，每秒鐘變化50個循環(huán)。 4．瞬時值：交流電每一瞬時所對應(yīng)的值。 5．最大值：交流電在一個周期內(nèi)數(shù)值最大的值。 6．有效值：規(guī)定用來計量交流電大小的物理量。如果交流電通過一個電阻時，在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量與某直流電通過同一電阻在同樣長的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就將這一直流電的數(shù)值定義為交流電的有效值。 正弦交流電的有效值和最大值之間的關(guān)系為 = 0.707 Im 一般情況下，人們所說的交流電流和交流電壓的大小以及測量儀表所指示的電流和電壓值都是指有效值。 教　案　紙 附 頁 第 2 頁　　　　 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計 教學(xué)追記 [例2.2]?我國生活用電是220 V交流電，其最大值為多少？ [解] Um =U = 220 V = 311 V 7．相位：正弦交流電流在每一時刻都是變化的，（ωt+0）是該正弦交流電流在t時刻所對應(yīng)的角度。 8．初相角：t = 0所對應(yīng)的角度0。 9．相位差：兩個同頻正弦交流電的相位之差。 j = ( w t + j 01 ) - ( w t + j 02 ) = j 01 - j 02 若 0 < j < p 時，波形如圖2.5（a）所示，i1總比i2先經(jīng)過對應(yīng)的最大值和零值，這時就稱i1超前i2 j 角（或稱i2滯后i1 j 角）。 若- p < j < 0時，波形如圖2.5（b）所示，稱為i1滯后于i2（或稱i2超前i1）。 若 j = 0時，波形如圖2.5（c）所示，稱為i1與i2相位相同，簡稱同相。 若 j = p 時，波形如圖2.5（d）所示，稱為i1與i2相位相反，簡稱反相。 （a）0 < j < p （b）－ p < j < 0 （c） j ＝ 0 （d） j ＝ p 圖2.5　正弦交流電的相位差 【四、小結(jié)】 1．正弦量的三要素：頻率、幅值和初相位。 2．初相位是確定正弦量初始值的，而且初相位因計時起點（ t = 0 ）取得不同而不同； 3．相位差是兩個同頻正弦交流電的初相位之差，它不隨計時起點而變化； 4．初相位、相位差和相位都是電角度，但意義是不同的。 【五、習(xí)題】 一、是非題：1、2、3、4、5；二、選擇題：1。 廈門電子職業(yè)中專學(xué)?！　　　　〗獭“浮〖? 第　　頁　　　　 學(xué) 科 《電子電工技術(shù)》 2.4?純電阻電路 檢　　查 授課班級 授課時數(shù) 6 教具 多媒體、黑板、粉筆 授課時間 2017.1 教學(xué)方法 講解 ，啟發(fā)，問答、實物演示 教學(xué)目的 解釋純電阻電路電壓、電流大小及相位關(guān)系。 教學(xué)重點 和難點 【教學(xué)重點】 1．純電阻電路電壓與電流關(guān)系。 2．純電阻電路的有功功率概念與數(shù)學(xué)表達(dá)式。 【教學(xué)難點】 純電阻電路的瞬時功率。 復(fù)習(xí)提問 1．正弦交流電旋轉(zhuǎn)矢量表示法。 2．電功率的計算方法。 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計 教學(xué)追記 2.4.1?電壓和電流的關(guān)系 1．純電阻電路如圖2.13（a）所示。設(shè)圖示方向為參考方向，電壓的初相為零。即 根據(jù)歐姆定律得 i = Im sinw t 2．純電阻電路電流和電壓關(guān)系（波形如圖2.13（b）所示）為： （1）電壓u和電流i的頻率相同； （2）電壓u和電流i的相位相同； （3）最大值和有效值仍然滿足歐姆定律： 教　案　紙 附 頁 第 3 頁　　　　 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計 教學(xué)追記 （a）電路圖 （b）電壓和電流的波形 （c）矢量圖 圖2.13　純電阻電路 3．矢量關(guān)系如圖2.13（c）所示。 2.4.2　功率 1．瞬時功率：每個瞬間電壓與電流的乘積。 p = u i = Um sinw t Im sinw t =Um Im sin2w t = 2 U I sin2w t 純電阻電路瞬時功率的變化曲線如圖2.14所示。 圖2.14　純電阻電路有功功率 純電阻瞬時功率始終在橫軸上方，說明它總為正值，它總是在從電源吸收能量，是個耗能元件。 2．有功功率（平均功率） 有功功率（平均功率）：取瞬時功率在一個周期內(nèi)的平均值其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 或 P 有功功率如圖2.14所示，是一定值。是電流和電壓有效值的乘積，也是電流和電壓最大值乘積的一半。 教　案　紙 附 頁 第 3 頁　　　　 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計 教學(xué)追記 例[2.6]　電爐的額定電壓UN = 220 V，額定功率PN=1 000 W，把它接到220 V 的工頻交流電源上工作。求電爐的電流和電阻值。如果連續(xù)使用2 h，它所消耗的電能是多少？ [解]　電爐接在220V交流電源上，它就工作在額定狀態(tài)，這時流過的電流就是額定電流，因為電爐可以看成是純電阻負(fù)載，所以 A = 4.55 A 它的電阻值為 W = 48.4 W 工作2h消耗的電能為 W = Pt = 1000 2 Wh = 2000 W h = 2 kWh 【四、小結(jié)】 1．純電阻電路電流和電壓同相。 2．瞬時功率p = 2 U I sin2w t > 0，說明純電阻是耗能元件。 3．有功功率 = U I。 【五、習(xí)題】 一、是非題：11；二、選擇題：9、10；四、作圖題：4。