电工技术教案.docx

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电工技术教案

电工技术教案

NO1.

课题

电路的组成、电路模型、电路的工作状态

课型

理论课

教学时数

2

教学目的

1.了解导体、绝缘体和半导体的概念，电气设备额定值的概念

2.理解电路的基本概念、电路模型在电路分析中的作用

3.掌握电路的组成及其功能，电路常见的三种状态及其特点

重点难点

重点：

电路的组成及其功能，电路常见的三种状态及其特点

难点：

无

采用教法

讲授

学法建议

自学、讨论

教学

过程

设计

（复习内容、课题引入、主要知识点序列或操作步骤教法设计、时间分配等）

●绪论（30分钟）

♦《电工技术》课程的地位与作用

随着科学技术的飞速发展，各专业间的知识渗透越来越深入，很多为某些专业所特有的技术和理论（例如电工技术与电子技术）已经上升为各专业的共有理论和共有技术。

因此，《电工技术》课程对我院自动控制专业群的各专业来讲，都是一门重要的技术基础课程，属于技术平台课中的职业基础能力模块课程。

该课程的总学时为80学时其中包括16个实验学时，总学分为5个学分。

基础一般指基本理论、基本知识和基本技能。

而技术基础性，就是要为后续专业课程打下一定基础；为今后在学习和工作中自学、深造、拓宽和创新打下基础。

本课程的内容将从工程应用的角度出发，理论联系实际，培养学生分析和解决实际问题的能力；在教学中重视实验技能的训练。

♦课程的主要教学内容

第1章电路分析基础（重点掌握电路概念、电路元件、电路定理）

第2章单相正弦交流电路（重点掌握基本概念、相量表示、元件特点与RLC串联电路分析方法）

第3章三相交流电路（重点掌握电源、负载不同连接方式的特点与分析方法、功率计算）

第4章磁路与变压器（识记相关知识点）

第5章交流电动机（重点掌握三相异步电动机）

第6章直流电动机（一般了解结构及工作原理）

第7章电气设备及低压电器控制电路（识记电气设备的基本知识、一般了解低压电器控制电路）

第8章安全用电（识记相关知识点）

♦学法建议及学习要求

为学好本课程，要求学习者具有正确的学习目的和学习态度，把握学习中的几个重要环节：

课前预习准备，课堂深入理解，课后思索回顾，巩固练习作业。

基本概念、基本定律充分理解和掌握，并能运用在各实例中进行分析计算。

技能训练要勤于动手、善于动脑、勇于实践、不断创新。

即理论部分的掌握应通过大量做习题来加深和巩固，从中培养自己分析问题的能力和计算能力；实验和实训则不但可以验证和巩固所学理论，还能培养我们严谨求实的科学作风和树立工程意识，掌握一定的电工电子相关操作技能。

♦课程考核方式

待定（总评成绩=平时成绩+实践成绩+理论考试成绩）

●新课内容

一、电路分析基础知识（30分钟）

1、导体、绝缘体和半导体（一般了解）

2、电路的组成及功能（要求记忆）

●电路的概念

●电路组成：

①电源②负载③中间环节

●电路的功能：

①电力系统应用电路②电子技术应用电路

3、电路模型和电路元件（重点介绍）

集总参数电路

常用理想元件及符号（忽略元件尺寸）

二、电气设备的额定值及电路的工作状态（30分钟）

1．电气设备的额定值（熟悉了解）

2．电路的三种工作状态（理解和掌握三种工作状态下路端电压和电路电流之间的关系）

①有载状态或通路（正常工作状态）；

②开路或断路（开关断开或电路某处断线，电路中I=0，R→∞）；

③短路（电路中不应该连接的地方接起来了，电路中R→0，I很大）。

3.例题分析及练习

●课堂小结及学生提问（10分钟）

备注

思考与

练习

节后检验学习结果题

教学后记

NO2.

课题

实验一

课型

实验课

教学时数

2

教学目的

重点难点

采用教法

学法建议

教学

过程

设计

（复习内容、课题引入、主要知识点序列或操作步骤教法设计、时间分配等）

备注

思考与

练习

教学后记

NO3.

课题

电路的基本物理量（U、I、W、P），电路的电位计算

课型

理论课

教学时数

2

教学目的

1.从工程应用的角度上重新理解电压、电流、电功率等物理量；理解电路中电压与电位的区别和联系

2.掌握电压、电流参考方向；掌握电路中电位的计算方法

重点难点

重点：

电路基本物理量的简单计算；电流和电压的参考方向；电压、电位的区别、联系及计算

难点：

电流和电压参考方向的应用；电位的计算

采用教法

讲练结合

学法建议

练习、讨论

教学

过程

设计

（复习内容、课题引入、主要知识点序列或操作步骤教法设计、时间分配等）

●复习，引入课题（10分钟）

1．电路的组成及功能

2．电路模型和电路元件

3．电气设备的额定值

4．电路的三种工作状态

●新课内容

一、电路中的基本物理量（30分钟）

1．国际单位制

♦电磁学中四个基本单位：

长度、质量、时间、电流

♦词头：

实际中需使用较大单位和较小单位时基本单位前所加符号。

词头

代号

因数

词头

代号

因数

中文

英文

中文

英文

兆（mega）

兆

M

106

厘（centi）

厘

c

10-2

千（kilo）

千

k

103

毫（milli）

毫

m

10-3

百（hecto）

百

h

102

微（micro）

微

µ

10-6

十（deca）

十

Da

10

皮（pico）

皮

p

10-12

SI常用词头表

2．电路中的电压、电流及其参考方向（理解掌握）

3．电能、电功率和效率（理解其概念，熟悉各量单位）

4．技能训练：

学习色环电阻标称阻值判别方法

二、电路中的点位及其计算（30分钟）

1．电位（从工程应用的角度理解和掌握）

电位的概念，电位与电压的区别，电位的相对性，单位等。

2．电位计算（掌握）

举例说明，课堂布置练习

●课堂小结及学生提问（10分钟）

备注

思考与

练习

节后检验学习结果题

教学后记

NO4.

课题

线性电路元件及其伏安特性

课型

理论课

教学时数

2

教学目的

1.了解线性电路的概念

2.熟悉常用线性电路元件的图形符号和文字符号

3.理解和掌握线性电路元件的电特性及其伏安特性

重点难点

重点：

常用线性电路元件的图形符号和文字符号；线性电路元件的电特性及其伏安特性

难点：

线性电路元件的电特性及其伏安特性

采用教法

讲练结合

学法建议

练习、讨论

教学

过程

设计

（复习内容、课题引入、主要知识点序列或操作步骤教法设计、时间分配等）

●复习，引入课题（10分钟）

1．电路中的电压、电流及其参考方向

2．电能、电功率和效率

3．电压、电位的区别、联系及计算

●新课内容——线性电路元件及其伏安特性

1．电阻元件（10分钟）

♦理解伏安关系的即时对应特点和耗能电特性

2．电感元件（10分钟）

♦理解电压、电流的瞬时值动态关系

♦掌握动态元件的储能特性

3．电容元件（20分钟）

♦

♦平行板电容器的电容：

♦电容器的串联（增大耐压值）

（1）电压：

（2）电荷量：

（3）电容：

♦电容器的并联（增大电容）

（1）电压：

（2）电荷量：

（3）电容：

♦理解电压、电流的瞬时值动态关系

♦掌握动态元件的储能特性

4．电源元件（30分钟）

♦熟悉理想电源的电特性及其与实际电源模型之间的区别

♦熟练掌握两种电源模型之间的等效互换

♦举例说明，课堂布置练习

5．技能训练（15分钟）

学会用万用表检测电感线圈和电容器好坏的方法

●课堂小结及学生提问（5分钟）

备注

电容连接部分教学内容按教学大纲要求是教材外的补充内容，属于要求掌握并考核的内容

思考与

练习

节后检验学习结果题

教学后记

NO5.

课题

实验二

课型

实验课

教学时数

2

教学目的

重点难点

采用教法

学法建议

教学

过程

设计

（复习内容、课题引入、主要知识点序列或操作步骤教法设计、时间分配等）

备注

思考与

练习

教学后记

NO6.

课题

欧姆定律、基尔霍夫定律

课型

理论课

教学时数

2

教学目的

1.了解电阻串并联的实际应用，进一步熟悉欧姆定律及其应用

2.理解基尔霍夫两定律阐述的内容

3.掌握基尔霍夫两定律的应用

重点难点

重点：

基尔霍夫定律及其应用

难点：

参考正方向运用，应用基尔霍夫定律对电路进行分析的方法

采用教法

讲练结合

学法建议

练习、讨论

教学

过程

设计

（复习内容、课题引入、主要知识点序列或操作步骤教法设计、时间分配等）

●复习，引入课题（10分钟）

1．电阻、电感和电容元件的电特性、伏安特性及储能特性

2．电源元件及两种电源模型之间的等效互换

●新课内容——1.4电路定律及电路基本分析方法

1．电阻的串联和并联（30分钟）

⏹电阻串联特点

⏹电阻并联特点

⏹混联举例，课堂布置练习

2．电路名词（10分钟）

掌握支路、回路、结点、网孔的概念并会在实际电路中分析。

3．基尔霍夫第一定律（20分钟）

♦KCL定律内容

♦KCL定律的扩展应用

♦举例说明，课堂练习。

4．基尔霍夫第二定律（25分钟）

♦KVL定律内容

♦KVL定律的扩展应用

♦举例说明，课堂练习。

●课堂小结及学生提问（5分钟）

备注

思考与

练习

节后检验学习结果题P30.计算分析题

教学后记

NO7.

课题

实验三

课型

实验课

教学时数

2

教学目的

重点难点

采用教法

学法建议

教学

过程

设计

（复习内容、课题引入、主要知识点序列或操作步骤教法设计、时间分配等）

备注

思考与

练习

教学后记

NO8.

课题

支路电流法

课型

理论课

教学时数

2

教学目的

掌握支路电流法的解题步骤，能系统地列出KCL、KVL方程

重点难点

重点：

支路电流法的解题步骤

难点：

KCL、KVL方程的列写

采用教法

讲练结合

学法建议

练习、讨论

教学

过程

设计

（复习内容、课题引入、主要知识点序列或操作步骤教法设计、时间分配等）

●复习，引入课题（15分钟）

1．电阻的串联和并联特点

2．基尔霍夫两个定律的内容及分析方法

●新课内容——支路电流法

一、复杂电路（5分钟）

不能用串联或者并联的方法计算等效电阻的电路。

二、支路电流法（30分钟）（重点掌握分析方法）

1、定义：

以支路电流为未知量列写电路方程的分析方法。

2、分析方法：

对节点数为n，网孔为m，支路数为b的电路

总共有b个未知支路电流数目，根据基尔霍夫定律列出：

KCL独立方程：

n–1个

KVL独立方程：

m个，然后联立求解。

举例说明，课堂练习。

三、方程的独立性（40分钟）（一般了解）

1、对于一个不含电流源（理想电流源和受控电流源）的平面电路：

有n个节点数，m个网孔，b条支路数，需列出b=m+（n-1）个方程联立求解。

其中KCL独立方程：

n–1个，KVL独立方程：

m个。

2、对于含有电流源的支路：

若电路中有k条含有电流源的支路，则列出b-k个方程联立求解。

其中KCL独立方程：

n–1个

KVL独立方程：

m-k个（不列含有电流源支路的网孔，如遇到2个网孔共用的支路中含有电流源，则另选一回路列方程）。

举例说明，课堂练习。

●课堂小结及学生提问（10分钟）

备注

本次课的教学内容按教学大纲要求是教材外的补充内容，属于重点掌握并要求考核的内容

思考与

练习

补充练习题

教学后记

NO9.

课题

电路分析中的常用定理（叠加定理、戴维南定理、负载获得最大功率的条件）

课型

理论课

教学时数

2

教学目的

1.理解线性电路的叠加定理、戴维南定理的内容

2.掌握叠加定理的分析方法

3.掌握负载上获得最大功率的条件和最大功率的计算方法

重点难点

重点：

叠加定理、戴维南定理的内容，叠加定理的分析方法；负载获得最大功率的条件和最大功率的计算

难点：

叠加定理的分析方法

采用教法

讲练结合

学法建议

练习、讨论

教学

过程

设计

（复习内容、课题引入、主要知识点序列或操作步骤教法设计、时间分配等）

●复习，引入课题（10分钟）

支路电流法的解题步骤。

●新课内容——电路分析中的常用定理

一、叠加定理（40分钟）

1．定理内容

在任何由线性元件、线性受控源和独立激励源组成的线性电路中，任一支路的响应（电压或电流）等于各个激励源单独作用时在该支路所产生的响应的代数和。

2．叠加定律的解题步骤

♦将电路的各支路的响应（电压或电流）可以看成是由各个激励源单独作用时，在该支路的响应叠加。

♦在计算某一独立电源单独作用所产生的电压或电流时，应将电路中其它独立电压源用短路（uS=0）代替，而其它独立电流源用开路（iS=0）代替。

电路中所有电阻都不予更动，受控源则保留在各分电路中。

♦叠加时应注意电压和电流的参考方向，求其代数和，参考方向一致时取“+”，反之取“－”。

♦举例说明，课堂练习。

3．需要注意的问题

♦叠加定理适用于线性电路，不适用于非线性电路

♦此定律只适应于线性电路的电压和电流，不适用于计算功率。

二、戴维南定理（20分钟）

1．思路：

在线性电路分析中，常常碰到只需研究某一支路的情况。

这时，可以将除我们需保留的支路外的其余部分的电路（通常为二端网络），等效变换为较简单的含源支路（实际电压源或实际电流源支路），可大大方便我们的分析和计算。

戴维南定理

诺顿定理

2．戴维南定理内容

任何线性有源电阻性二端网络N，可以用电压为uoc的理想电压源和阻值为R0的电阻串联的电路模型来替代。

其中，电压uoc等于该网络N端口开路时的端电压；串联电阻R0等于该网络N中的所有独立电源置零时（独立电压源用短路（uS=0）代替，而独立电流源用开路（iS=0）代替），从端口看进去的等效电阻。

举例说明戴维南定理的应用方法

三、最大功率传输定理（20分钟）

1．负载获得最大功率的条件：

2．最大功率传输定理

含源线性电阻单口网络（Rs>0）向可变电阻负载RL传输最大功率的条件是：

负载电阻RL与单口网络的输出电阻Rs相等。

满足RL=Rs条件时，称为最大功率匹配，此时负载电阻RL获得的最大功率为：

举例说明，课堂练习。

●课堂小结及学生提问（10分钟）

备注

1．叠加定理的教学内容按教学大纲要求是教材外的补充内容要求重点掌握定理的内容及电路的拆分方法。

2．戴维南定理的教学内容按教学大纲要求是教材外的补充内容要求掌握定理的内容即可。

思考与

练习

补充练习题

教学后记

NO10.

课题

实验四

课型

实验课

教学时数

2

教学目的

重点难点

采用教法

学法建议

教学

过程

设计

（复习内容、课题引入、主要知识点序列或操作步骤教法设计、时间分配等）

备注

思考与

练习

教学后记

NO11.

课题

小结及习题

课型

习题课

教学时数

2

教学目的

通过复习第1章电路分析基础的内容，讲评第1章作业、检测题，达到巩固电路分析基础内容的教学目的

重点难点

重点：

第1章电路分析基础的内容，讲评第1章作业、检测题

采用教法

讲练结合

学法建议

练习、讨论

教学

过程

设计

（复习内容、课题引入、主要知识点序列或操作步骤教法设计、时间分配等）

一、复习电路分析基础内容（50分钟）

1．电路的基本知识

♦电路的组成及功能

♦电路元件及电路模型

♦电路的三种工作状态

2．电路的基本物理量

♦U、I及其参考方向

♦W、P

♦电压与电位的区别、练习

♦电位的计算

3．线性电路元件及其伏安特性

♦电阻元件的耗电电特性

♦电感元件的电特性、伏安特性及储能特性

♦电容元件的电特性、伏安特性及储能特性

♦电源的外特性与电源的等效变换

4．欧姆定律、基尔霍夫定律

♦电阻的串并联特点

♦2个基尔霍夫定律的内容及应用

5．支路电流法

6．电路分析中的常用定理

♦叠加定理（定理内容、分析方法，重点电路拆分方法）

♦戴维南定理（定理内容）

♦负载获得最大功率的条件及最大功率的计算公式

二、讲评第1章作业、检测题（50分钟）

备注

思考与

练习

无

教学后记

NO12.

课题

单相交流电路的基本概念

课型

理论课

教学时数

2

教学目的

1.理解正弦交流电三要素的概念：

正弦交流电的周期、频率和角频率

2.掌握正弦交流电的瞬时值、最大值和有效值的概念及表示方法；掌握正弦交流电的相位、初相和相位差

重点难点

重点：

正弦交流电的三要素；正弦交流电的瞬时值、最大值和有效值的表示方法；正弦交流电的相位、初相和相位差

难点：

正弦交流电的相位差关系

采用教法

讲练结合

学法建议

练习、讨论

教学

过程

设计

（复习内容、课题引入、主要知识点序列或操作步骤教法设计、时间分配等）

●引入课题（5分钟）

正弦交流电是目前应用最广泛、最方便的能源，无论是工业生产的电气工业设备还是日常生活中的家用、办公设备也都广泛采用正弦交流电做电源。

●新课内容——单相交流电的基本概念

一、交流电（一般了解，5分钟）

1、交流电的定义：

大小随时间按一定规律作周期性变化且在一个周期内平均值为零的电流。

2、正弦交流电（简称交流电AC）：

交流电的大小和方向均随时间按正弦规律变化。

二、正弦交流电的周期、频率和角频率（熟悉理解，20分钟）

*注：

我国的工业频率，简称“工频”f=50Hz，T=0.02s，

ω=10πrad/s=314rad/s

三、正弦交流电的瞬时值、有效值和最大值（熟悉理解，20分钟）

四、正弦交流电的相位、初相和相位差（熟悉理解，25分钟）

1．相位：

i=Imsin（ωt+φ），其中的（ωt+φ0）称为相位。

2．初相位：

t=0时的相位φ0，取值范围在－π～π。

当φ0=0、φ0＞0、φ0＜0时，图象起点分别在原点、原点左侧、原点右侧。

3．相位差：

，取值范围在－π～π。

相位关系：

同相、反相、正交、超前或滞后。

举例说明，课堂布置练习

五、正弦交流电量的三要素（熟练掌握，15分钟）

举例说明，课堂布置练习

●课堂小结及学生提问（10分钟）

备注

思考与

练习

节后检验学习结果题，P60.计算分析题

教学后记

NO13.

课题

正弦交流电的相量表示法

课型

理论课

教学时数

2

教学目的

1.理解正弦交流电的相量表示方法

2.掌握相量的概念，熟悉复数运算法则。

重点难点

重难点：

相量表示法

采用教法

讲练结合

学法建议

练习、讨论

教学

过程

设计

（复习内容、课题引入、主要知识点序列或操作步骤教法设计、时间分配等）

●复习，引入课题（15分钟）

1．正弦交流电的概念及三要素

2．正弦交流电的瞬时值、有效值和最大值

3．正弦交流电的周期、频率和角频率

4．正弦交流电的相位、初相和相位差

●新课内容——正弦交流电的相量表示法

一、复习复数及其四则运算（熟练掌握，35分钟）

1、复数及其表示形式：

由实部和虚部组成。

（1）代数形式：

A=a+jb

取复数A的实部和虚部用符号表示为：

Re[F]=a取复数F的实部

Im[F]=b取复数F的虚部

（2）极坐标形式：

A=r∠φ

（3）两种形式的相互转换关系：

举例说明

实部a=rcosφ复数的模

虚部b=rsinφ复数的幅角

2、复数的四则运算

（1）复数的加减法（应用代数形式）

A1=a1+jb1A2=a2+jb2

则A=A1±A2=（a1+jb1）±（a2+jb2）=（a1±a2）+j（b1±b2）

（2）复数的乘除法（应用极坐标形式）

A=A1×A2=r1×r2∠（φ1+φ2）

A=A1/A2=

∠（φ1－φ2）

举例说明，课堂布置练习

二、正弦交流电相量的概念（理解掌握，10分钟）

三、正弦交流电相量表示方法、相量图（理解掌握，30分钟）

1．正弦量的相量表示：

是一个表示正弦电流的复数，但它不等于正弦量

2．相量图及相量的运算：

相量图：

在复平面上用矢量表示的相量。

举例说明，课堂布置练习

●课堂小结及学生提问（10分钟）

备注

思考与

练习

节后检验学习结果题

教学后记

NO14.

课题

单一参数的正弦交流电（RL）

课型

理论课

教学时数

2

教学目的

1.了解电阻、电感元件在正弦交流电路中作用及相量模型

2.熟悉电阻、电感元件伏安特性和理解电抗的概念

3.掌握各种功率的概念

重点难点

重点：

电阻、电感元件的伏安特性及功率情况

难点：

电抗概念和无功功率概念的理解

采用教法

讲练结合

学法建议

练习、讨论

教学

过程

设计

（复习内容、课题引入、主要知识点序列或操作步骤教法设计、时间分配等）

●复习、引入课题（10分钟）

1.复数及其四则运算

2.正弦交流电相量表示方法、相量图

●新课内容——单一参数的正弦交流电（R、L）

一、电阻元件（40分钟）

1．电压与电流关系

♦瞬时值关系：

♦数值关系：

最大值关系

；有效值关系

♦相位关系：

同相

♦相量关系

2．电阻元件的功率

♦瞬时功率

注：

电阻元件在每一瞬间都消耗电能，所以电阻元件是耗能元件。

♦平均功率

举例说明，课堂布置练习

二、电感元件（40分钟）

1．电压与电流关系：

♦瞬时值关系：

♦数值关系：

最大值关系：

有效值关系：

感抗：

感抗XL与L和ω成正比，“阻交流、通直流，阻高频、通低频”

♦相位关系：

电压超前电流90°

。

♦

相量关系：

即

相量图

2．功率

♦瞬时功率

电感元件在不断地与电源交换电能，所以电感元件是储能元件。

♦有功功率P（平均功率）：

瞬时功率在一个周期内的平均值。

（电感元件不消耗电能）

♦无功功率

单位为“乏”（var）,工程中也常用“千乏”（kvar）

举例说明，课堂布置练习