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泓刁
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1 学电工教案用纸第三章复杂直流电路的分析审批签字科基础 3-1 基尔霍夫定律授课时数授课方法讲授教具多媒体黑板授课时间授课班级教学目的教学重点和难点复习提问新课引入 : 1. 了解复杂电路和简单电路的区别, 了解复杂电路的基本术语 2. 掌握基尔霍夫第一定律的内容, 并了解其应用 3. 掌握基尔霍夫第二定律的内容, 并了解其应用基尔霍夫第一定律和第二定律的内容及其应用直流电桥平衡条件教学内容方法和过程简单的电路可以用等效电路法进行计算, 不能用电阻串并联化简求解的电路称为复杂电路分析复杂电路要应用基尔霍夫定律新课内容 : 一复杂电路的基本概念支路 : 电路中的每一个分支称支路它由一个或几个相互串联的电路元件所构成含有电源的支路称有源支路, 不含电源的支路称无源支路节点 :3 条或 3 条以上支路所汇成的交点称节点回路和网孔 : 电路中任一闭合路径都称回路一个回路可能只含一条支路, 也可能包含几条支路其中, 最简单的回路又称独立回路或网孔二基尔霍夫第一定律基尔霍夫第一定律又称节点电流定律它指出 : 在任一瞬间, 流进某一强调基尔霍夫定理的使用方向重点投影基本术语的解释

2 教学内容方法和过程点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和, 即对于节点 O 有可将上式改写成因此得到 I 进 = I 出 I1+ I2= I3+ I4 + I5 I1+ I2 -I3 - I4- I5 = 0 I = 0 即对任一节点来说, 流入 ( 或流出 ) 该节点电流的代数和恒等于零在应用基尔霍夫第一定律求解未知电流时, 可先任意假设支路电流的参考方向, 列出节点电流方程通常可将流进节点的电流取正, 流出节点的电流取负, 再根据计算值的正负来确定未知电流的实际方向相反有些支路的电流可能是负, 这是由于所假设的电流方向与实际方向三基尔霍夫第二定律基尔霍夫第二定律又称回路电压定律它指出 : 在任一闭合回路中, 各段电路电压降的代数和恒等于零用公式表示为 U = 0 板书公式

3 教学内容方法和过程用公式表示为 U = 0 电源电动势之和 = 电路电压降之和按虚线方向循环一周, 根据电压与电流的参考方向可列出 :UAB + UBC + UCD + UDA = 0 即 : E1-I1R1 +E2-I2R2 = 0 或 E1 + E2 = I1R1 + I2R2 由此, 可得到基尔霍夫第二定律的另一种表示形式 E = IR 即在任一回路循环方向上, 回路中电动势的代数和恒等于电阻上电压降的代数和在用式 U = 0 时, 凡电流的参考方向与回路循环方向一致者, 该电流在电阻上所产生的电压降取正, 反之取负电动势也作为电压来处理, 即从电源的正极到负极电压取正, 反之取负 ; 在用式 E = IR 时, 电阻上电压的规定与用式 U = 0 时相同, 而电动势的正负号则恰好相反四支路电流法以支路电流为未知量, 依据基尔霍夫定律列出节点电流方程和回路电压方程, 然后联立求解的方法称为支路电流法小结 : 本次课首先说明了几个和基尔霍夫定理有关的基本术语, 接着一次重点说明了 : 基尔霍夫第一定律的概念, 使用注意事项, 等内容作业 : 习题册结合电路图说明此部分要重点说明

4 学电工教案用纸第三章复杂直流电路的分析审批签字科基础 3-2 电压源与电流源的等效变换授课时数授课方法讲授教具多媒体黑板授课时间授课班级教学目的教学重点和难点复习提问新课引入 : 1. 理解电压源和电流源的特点 2. 能正确进行电压源和电流源之间的等效变换电压源和电流源之间的等效变换关系基尔霍夫第一定律基尔霍夫第二定律教学内容方法和过程电压源和电流源是是电路中运用最广泛和必不可少的元器件, 实际电源可以看成电压源或电流源, 并且在一定条件下二者可以进行等效转换新课内容 : 一电压源具有较低内阻的电源输出的电压较为恒定, 常用电压源来表征电压源可分为直流电压源和交流电压源实际电压源可以用恒定电动势 E 和内阻 r 串联起来表示实际电压源以输出电压的形式向负载供电, 输出电压 ( 端电压 ) 的大小为 U = E-Ir, 在输出相同电流的条件下, 电源内阻 r 越大, 输出电压越引导思考

电源输出电流 IS 在内阻上分流为 I0, 在负载 RL 上的分流为 IL 三电压源与电流源的等效变换实际电源既可用电压源表示, 也可用电流源表示在满足一定条

5 教学内容方法和过程若电源内阻 r = 0, 则端电压 U = E, 而与输出电流的大小无关理想电压源 :r=0 二电流源具有较高内阻的电源输出的电流较为恒定, 常用电流源来表征实际使用的稳流电源光电池等可视为电流源内阻无穷大的电源称为理想电流源, 又称恒流源实际电流源简称电流源电流源以输出电流的形式向负载供电, 电源输出电流 IS 在内阻上分流为 I0, 在负载 RL 上的分流为 IL 三电压源与电流源的等效变换实际电源既可用电压源表示, 也可用电流源表示在满足一定条件时, 电压源与电流源可以等效变换电压源与电流源等效变换时, 应注意 : 1. 电压源正负极参考方向与电流源电流的参考方向在变换前后应保持一致与电压源比较多媒体演示简略讲解

6 教学内容方法和过程 2. 两种实际电源模型等效变换是指外部等效, 对外部电路各部分的计算是等效的, 但对电源内部的计算是不等效的例 3-5 例 3-6 小结 : 3. 理想电压源与理想电流源不能进行等效变换首先介绍了电压源电流源的基本概念, 即什么是电压源什么是电流源接着重点说明了 : 电流源和电压源的结构特点最后说明了两者之间的转换关系作业 : 习题册带领学生练习引导学生看多媒体

7 学电工教案用纸第三章复杂直流电路的分析审批签字科基础 3-3 戴维南定理授课时数授课方法讲授教具多媒体黑板授课时间授课班级教学目的教学重点和难点复习提问 1. 理解戴维南定理, 并能应用于分析计算电路 2. 理解负载获得最大功率的条件和功率匹配的概念戴维南定理的基本概念及其应用负载的最大功率电压源与电流源的定义区别和转换关系教学内容方法和过程新课引入 : 到现在为至我们已经学习了两种电路解决方法 : 1 欧姆定律( 包括全电路欧姆定律和部分电路欧姆定律 ) 2 基尔霍夫定理本次课将介绍一种新的解题方法即 : 戴维南定理新课内容 : 一戴维南定理电压源电动势 E = ISR = = 13.5V 内阻 R = 0.5Ω R3 支路的电流 1 戴维南定理的定义如果一个复杂电路, 并不需要求所有支路的电流, 而只要求某一支提问学生定理的主要内容结合图形详细讲解

教学内容方法和过程支路的电流, 在这种情况下, 可以先把待求支路移开, 而把其余部分等效为一个电压源戴维南定理所给出的正是这种方法, 所以戴维南定理又称等效电压源定理这种等效电压源电路也称戴维南等效电路 2 二端网络的定义任何具有两个引出端的电路 ( 也称网络 ) 都可称为二端网络若在这部分电路中含有电源, 就称为有源二端网络, 否则称无源二端网络 3 戴维南定理指出:

8 教学内容方法和过程支路的电流, 在这种情况下, 可以先把待求支路移开, 而把其余部分等效为一个电压源戴维南定理所给出的正是这种方法, 所以戴维南定理又称等效电压源定理这种等效电压源电路也称戴维南等效电路 2 二端网络的定义任何具有两个引出端的电路 ( 也称网络 ) 都可称为二端网络若在这部分电路中含有电源, 就称为有源二端网络, 否则称无源二端网络 3 戴维南定理指出: 任何有源二端网络都可以用一个等效电压源来代替, 电压源的电动势等于二端网络的开路电压, 其内阻等于有源二端网络内所有电源不起作用时, 网络两端的等效电阻二电源向负载输出的功率 1 电源接上负载后, 电源要向负载输送功率, 负载要从电源吸收功率由于电源内阻的存在, 电源输出的总功率由电源内阻消耗的功率与外接负载获得的功率两部分组成 2 如果内阻上的功率较大, 负载上获得的功率就较小那么, 在什么情况下, 负载才能获得最大功率呢? 设电源电动势为 E, 内阻为 r, 负载为纯电阻 R, 则有 (R+r)2 = (R-r)2+4Rr 当 R = r 时, 上式分母值最小,P 值最大, 所以负载获得最大功率的条件是 : 负载电阻与电源的内阻相等, 即 R=r0, 这时负载获得的重点讲解该表达式

9 教学内容方法和过程最大功率为由于负载获得最大功率也就是电源输出最大功率, 因而这一条件也是电源输出最大功率的条件当电动势和内阻均为恒定时, 负载功率 P 随负载电阻 R 变化的关系曲线如上图所示小结 : 本次课首先介绍了戴维南定理的基本内容, 同时补充了二端网络的基本概念, 重点说明了戴维南定理应用的注意事项, 应重点掌握会求负载获得的最大功率作业 : 习题册详细分析引导学生总结

10 教案用纸学电工第三章复杂直流电路的分析审批签字科基础 3-4 叠加原理授课时数授课方法讲授教具多媒体黑板授课时间授课班级教学目的教学重点和难点复习提问 1. 了解叠加原理的内容和适用条件 2. 能正确使用叠加原理分析计算电路使用叠加原理分析计算电路戴维南定理的内容及使用注意事项教学内容方法和过程新课引入 : 复习提问 : 戴维南定理的内容及使用注意事项新课内容 : 一叠加定例分析 a 中电路, 两个电源的电动势分别为 E1 和 E2, 根据基尔霍夫第二定律可得 I(R1 + R2 + R3) = E1 - E2 I=E1-E2/R1+R2+R3=18-6/2+4+6=1A 假设 E1 单独作用, 而将 E2 置零, 则电路中电流为 I E 18 R R R A 引导学生上台分析重点讲解

11 教学内容方法和过程再假设 E1 单独作用, 而将 E2 置零, 则电路中电流为 0.5A 解含有几个电源的复杂电路时, 可将其分解为几个简单电路来研究, 然后将计算结果叠加, 求得原电路的实际电流电压, 这一原理称为叠加原理注意 : 叠加原理只适用于线性电路, 即电路的参数不随外加电压及通过其中的电流而变化的电路 ; 而且叠加原理只能用来计算电流和电压, 不能直接用于计算功率例 : 电路如下图所示, 用叠加原理求各支路电流小结 : 1 应该注意叠加时应首先规定总电路中电流与电压的参考方向, 并规定各个独立电源单独使用时分电路的电流与电压的参考方向 2 步骤作业 : 习题册教师总结强调举例说明师生共练重点强调

第章电阻性网络分析的一般方法 55 () 首先根据基尔霍夫电流定律列出独立节点方程电路有 n 个节点, 可列写 n 个节点方程, 将这 n 个节点方程相加, 得到的结果是 0 = 0 这就是说, 在这 n 个方程中任意 n 个方程相加, 必然得到一个与所剩方程各项相等但符号相反的方程这说

第章电阻性网络分析的一般方法 55 () 首先根据基尔霍夫电流定律列出独立节点方程电路有 n 个节点, 可列写 n 个节点方程, 将这 n 个节点方程相加, 得到的结果是 0 = 0 这就是说, 在这 n 个方程中任意 n 个方程相加, 必然得到一个与所剩方程各项相等但符号相反的方程这说第章电阻性网络分析的一般方法本章重点支路电流法及其在电路分析计算中的运用节点电压法网孔电流法叠加定理戴维南定理诺顿定理置换定理本章难点节点电压法网孔电流法综合运用电路的分析方法和重要定理解决复杂电路本章讲述电阻电路的方程分析法和几个重要的电路定理. 支路电流法支路电流法是以支路电流作为电路的变量, 亦即未知量, 直接应用基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律以及欧姆定律,

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