电工基础大专教材共30页.docx

1、电工基础大专教材共30页电工(dingng)基础(jch)大专(d zhun)教材电子教案第1章 电路(dinl)的基本概念及定律11 电路及其模型教学目的 掌握电路的概念、理想电路元件、电路模型的概念及电路中的相关名词。教学重点 电路模型的概念及电路中的相关名词教学难点 理想电路元件及电路中的相关名词教材和参考书 电工基础 中国轻工业出版社新课引入 1、介绍本课程的学习目的 ，课程主要内容 ，重点及难点。 2、对本期学习提出具体要求。教学内容及过程第1章 电路的基本概念及定律11电路及其模型一、电路1、概念电流所流通的路径称为电路。2、基本组成电源将非电能转换成电能。导线起电路连接作用。开关

2、起接通和断开电路的作用。负载将电能转换成非电能。3、功能 实现能量的转换、分配和传输，信号的传递与处理，还可以实现对信息测量和存储。二、理想电路元件1、概念根据元器件的主要物理特性进行理想化和简单化处理，从而建立的物理模型或数学模型被称为理想电路元件。2、常见理想电路元件电阻元件 电容元件 电感元件3、常见元件图形符号（见表11） 三、电路模型及相关名词1、电路模型 将实际电路用若干个理想电路元件经理想导体连接起来所模拟组成的电路称为实际电路的电路模型。2、相关名词串联和并联支路和结点支路：几个二端元件串联而成的没有分支的一段电路称为支路。通过支路的电流称为支路电流，支路两端之间的电压称为支路

3、电压。结点(ji din)：电路中三条或三条以上的支路(zh l)相连接的点称为结点。回路(hul)和网孔回路：由几条支路构成的闭合路径(ljng)称为回路。网孔：未被其它支路分割的单孔回路称为网孔。课堂小结：本节主要讲解了电路的概念、理想电路元件、电路模型的概念及电路中的相关名词。作业布置：P3 1、512电路的主要物理量（一） 教学目的 掌握电流的定义，电流大小和方向的规定，电流的参考方向，电压、电位、电动势的定义，电压、电动势的参考方向。教学重点 电流大小和方向的规定，电压、电位、电动势的定义及应用。教学难点 电压、电位、电动势的定义及应用。复习导入 1、什么是电路？电路的作用有哪些?

4、2、什么是电路模型？ 3、什么叫支路、结点、回路、网孔？教学内容及过程12电路的主要物理量（一）一、电流及参考方向1、电流概念电荷的定向移动形成电流。电流的大小 衡量电流大小的量为电流强度,简称电流,用i表示。其大小等于单位时间内通过导体截面的电荷量。即i=dqdt,单位：安培(A) 。电流的方向 规定正电荷运动的方向为电流的实际方向。(正方向) 电流的分类 恒定直流电 直流电 脉动直流电电流 正弦交流电交流电 非正弦交流电 2、电流的参考方向任意假设电流某一方向为正的方向,称为电流的参考方向,若最后求出电流值为正,说明参考方向与实际方向一致,否则说明参考方向与实际方向相反。二、电压、电位、电

5、动势及参考方向1、电压定义 单位正电荷在电场力的作用(zuyng)下由a点转移到b点时所做的功,叫做(jiozu)a、b两点间的电压,用uab表示(biosh)。即uabdwabdq,单位(dnwi)：伏特(V) 。方向 电压的实际方向是电位降低的方向。2、电位定义 单位正电荷由某点移至参考点时电场力所做的功叫做这点的电位。电路中某一点的电位等于该点到参考点之间的电压。习惯认为参考点的电位为零。电位差 电路中任意两点间的电位之差称为这两点的电位差。电位差实际上就是这两点之间的电压,即uab=uaub。电压的实际方向总是由高电位点指向低电位点。3、电动势定义 电源力克服电场力把单位正电荷从电源的

6、负极搬运到正极所做的功称为电源的电动势,用e表示。单位：伏特(V) 。方向 在电源内部由低电位端(负极)指向高电位端(正极) ,即电动势的实际方向与电压的实际方向相反。 4、电压、电动势的参考方向假定电压、电动势的某一方向为正的方向,称为参考方向,若同一元件的电流参考方向与电压参考方向相一致,称为关联参考方向,反之则为非关联参考方向。课堂小结 本节课主要讲解了电流大小和方向的规定，电压、电位、电动势的定义及应用。作业布置 P8 5、612电路的主要物理量（二）教学目的 掌握电功率的定义及计算,电能的定义及计算,了解电路的能量守恒定律。教学重点 电功率和电能的定义及计算。教学难点 电功率和电能的

7、计算。复习导入 1、什么是电流？如何衡量其大小？2、什么是电压？如何衡量其大小？教学内容及过程12电路的主要物理量（二）三、电功率及电能1、电功率定义 电场力在单位时间内所做的功。它反映了电流做功的快慢。表达式 p=dw/dt=ui 单位 瓦特，简称瓦（W）。1Mw=1000Kw, 1Kw=1000w, 1w=1000mw。电功率的吸收和产生当p0时，元件吸收功率。当p0时，元件提供（产生）功率。2、电能表达式 w=pt=uit单位(dnwi) 焦耳，简称焦（J）。千瓦时（Kw.h）,俗称(s chn)“度”。1度=1Kw.h=3.6106 J。课堂小结(xioji) 本节课主要讲解了电功率和

8、电能的定义(dngy)及计算，电路的能量守恒定律。作业布置 P20 4、5 13基尔霍夫定律教学目的 掌握基尔霍夫电流定律和电压定律的内容及应用教学重点 基尔霍夫电流定律和电压定律的内容及应用教学难点 基尔霍夫电压定律的应用复习导入 1、什么是电功率？电功率的计算公式是什么？ 2、“1”度电指的是什么意思？教学过程及内容13基尔霍夫定律一、基尔霍夫电流定律1、内容表述一： 集总参数电路中任一结点，在任意时刻，流入该结点的全部支路电流之和等于流出该结点的全部支路电流之和，即i入=i出。表述二： 集总参数电路中任一结点，在任意时刻，流经该结点的全部支路电流的代数和恒等于零。即2、适用范围基尔霍夫电

9、流定律不仅适用于结点，也可以推广运用于电路的任一包围几个结点的封闭面。二、基尔霍夫电压定律1、内容集总参数电路中的任一回路，在任意时刻，沿任一闭合路径绕行一周，回路上的各支路电压的代数和恒等于零。即2、适用范围基尔霍夫电压定律通常用于闭合回路，但也可推广应用到任一不闭合的电路上（将其假想成回路）。课堂小结 本节课主要讲解了基尔霍夫电流定律和电压定律的内容及应用。作业布置 P10 314电阻元件教学目的 掌握电阻元件的伏安特性，电阻元件的分类，线性电阻元件及其定律，短路及开路的概念，线性电阻元件的功率。教学重点 电阻元件的伏安特性，短路及开路的概念，线性电阻元件的功率。教学(jio xu)难点

10、电阻元件的伏安特性，线性电阻元件及其定律。复习导入 1、基尔霍夫电流定律的含义(hny)是什么？ 2、基尔霍夫电压定律(dngl)的含义是什么？教学过程(guchng)及内容14电阻元件一、电阻元件1、电阻元件的伏安特性电阻元件电压与电流的代数关系称为电阻元件的伏安特性。2、电阻元件的分类线性电阻元件非线性电阻元件时不变电阻元件时变电阻元件二、线性电阻元件及其定律1、线性电阻线性电阻电阻值的大小不随其两端电压和通过的电流而改变，其伏安特性曲线是过原点的一条直线。2、电导GG=1/R 单位：西门子（s） i=Gu三、短路及开路的概念1、短路若电阻元件的电阻值为零，则当电流是有限值时其电压总是零，

11、这种情况称为短路。2、开路若电阻元件的电阻值为无限大，则当电压是有限值时其电流总是零，这种情况称为开路。四、线性电阻元件的功率1、表达式 p=ui=Ri2=u2/R2、焦耳定律W=Ri2(t-t1)课堂小结 本节课主要讲解了电阻元件的伏安特性，短路及开路的概念，线性电阻元件的功率。作业布置 P13 4、515电流源教学目的 掌握理想电流源的概念、性质及电路符号，电流源构成的实际直流电源模型教学重点 电流源的电路符号，电流源构成的实际直流电源模型教学难点 电流源构成的实际直流电源模型复习导入 1、什么是线性电阻？ 2、说明在什么情况下电路是处于短路状态和开路状态。教学(jio xu)过程及内容1

12、5电流(dinli)源一、理想(lxing)电流源（恒流源）1、概念(ginin)能向外电路输送恒定电流的电源称为理想电流源。2、性质电流源输出的电流是某恒定值或给定的时间函数，与其端电压无关。电流源的端电压仅与外接电路有关，其端电压可以是任意的。3、电路符号二、电流源构成的实际直流电源模型1、实际电源模型电流源和电阻并联组合为实际直流电源模型，如图所示。图中Is为电流源产生的定值电流，Gs等于实际电源的内电导，R为负载电阻，实际直流电源电压为U，电流为I。2、外特性I=Is-GsU=Is-U/Rs(Rs为电源内阻)上式说明，实际电流源的内导Gs越小，内部分流越小，就越接近于理想电流源。3、例

13、题分析课堂小结 本节课主要讲解了电流源的电路符号，电流源构成的实际直流电源模型作业布置 P15 2、316电压源17单回路电路分析教学目的 掌握理想电压源的概念、性质及电路符号，电压源构成的实际直流电源模型。教学重点 理想电压源的性质及电路符号，电压源构成的实际直流电源模型。教学难点 电压源构成的实际直流电源模型。复习导入 1、什么是理想电流源？ 2、如何采用理想电流源表征实际电源？教学过程及内容16电压源一、理想电压源1、概念本身没有内阻，端电压为定值的电源称为理想电压源。2、性质电压源的电压是给定的时间函数，与流过的电流无关。电压源的输出电流随它所连接外电路的不同而改变，其电流可以是任意的

14、。3、电路符号二、电压(diny)源构成的实际直流电源模型1、实际(shj)电压源模型可以用电压源和电阻串联组合作为(zuwi)实际直流电源模型，如图所示。图中Us为电压源的电压，Rs等于实际直流电源的内阻，R为负载电阻，实际直流电源的电压为U，电流为I。2、外特性(txng)U=Us-RsI上式说明，实际电压源的内阻Rs越小，内部的分压就越小，就越接近于理想电压源。3、例题分析17单回路电路分析本节利用直流电压源和电阻元件构成单回路电路，通过几个例题介绍其分析方法。课堂小结 本节课主要讲解了理想电压源的概念、性质及电路符号，电压源构成的实际直流电源模型。作业布置 P18 2、3第二章 电阻电

15、路2-1电阻的串并联教学目的 掌握等效变换的概念，串联电阻的计算，并联电阻的计算，电阻的混联（串、并联）教学重点 串联电阻的计算，并联电阻的计算，电阻的混联（串、并联）教学难点 电阻的混联（串、并联）复习导入 1、什么是理想电压源？ 2、如何采用理想电压源表征实际电源？教学过程及内容第二章 电阻电路2-1电阻的串并联一、等效变换的概念在对电路进行分析计算时，将多个元件组成的电路化简为只有少数几个元件或者一个元件组成的电路，并确保未被化简电路的电压和电流保持不变，这种变换称为等效变换。二、串联电阻的计算1、等效电阻R=R1+R2+Rk+Rn2、分压公式Uk=RkI=(Rk/R)U3、例题(lt)

16、分析三、并联电阻(dinz)的计算1、等效(dn xio)电导G=G1+G2+Gk+Gn2、等效(dn xio)电阻1/R=1/R1+1/R2+1/Rk+1/Rn3、分流公式I1=(G1/G)I= R2/(R1+R2)II2=(G2/G)I= R1/(R1+R2)I4、例题分析四、电阻的混联（串、并联）1、分析电路，求出串并联电阻的总的等效电阻或电导。2、利用欧姆定律求出总端口的电压与电流。3、利用分压和分流公式来求解电阻的电压或电流。4、例题分析 课堂小结 本节课主要讲解了串联电阻的计算，并联电阻的计算，电阻的混联（串、并联）作业布置 P28 6、72-2电源模型的等效变换及电源支路的串并联

17、教学目的 掌握电压源及电流源的等效变换，电源支路的串并联，电源等效变换的应用。教学重点 电压源及电流源的等效变换，电源等效变换的应用。教学难点 电压源及电流源的等效变换复习导入 1、什么是等效变换？ 2、电阻串联及并联的主要特点是什么？教学过程及内容2-2电源模型的等效变换及电源支路的串并联一、电压源及电流源的等效变换电压源与电阻的串联电路中，I=Us/Rs-U/Rs电流源与电阻的并联电路中，I=Is-Gs/U由上两式相对应可知电压源与电流源等效变换必须满足的条件为Is=Us/Rs,Gs=I/Rs。注意事项：电源模型的内部是不等效的。 理想电压源与理想电流源不能相互等效变换。 两种电源模型的等

18、效变换可以进一步理解为含源支路的等效变换。例题分析二、电源支路的串并联1、电压源的串联当n个电压源串联时，可以(ky)用一个等效电压源代替。这个等效电压源的电压为：Us=Us1+Us2+Usn=Rs=R1+R2+Rn=2、电流(dinli)源的并联当n个电流源并联时，可以用一个等效电流源代替(dit)。这个等效电流源的电流为：Is=Is1+Is2+Isn=Gs=G1+G2+Gn=3、电源(dinyun)等效变换的应用当电压源支路并联时，可以用电源支路的等效变换求得其等效电路。同理，电流源支路串联时，可以用电源支路的等效变换求得其等效电路。4、例题分析课堂小结 本节课主要讲解了电压源及电流源的等

19、效变换，电源等效变换的应用。作业布置 P34 7、82-4支路电流分析法教学目的 掌握线性电路的一般计算方法，支路电流分析法，支路电流分析法的计算步骤及例题分析教学重点 支路电流分析法，支路电流分析法的计算步骤及例题分析教学难点 支路电流分析法的计算步骤及例题分析复习导入 1、什么是电源的等效变换？ 2、两种电源模型等效变换的条件是什么？教学过程及内容2-4支路电流分析法一、线性电路的一般计算方法先选择电路的变量，可以选择支路电流、支路电压、网孔电流或结点电压为变量，再根据KCL、KVL和VCR建立电路的方程。列写电路方程的最基本方法是支路电流分析法，由支路电流分析法为基础得到网孔分析法和结点

20、分析法。网孔分析法和结点分析法具有较少变量数和方程数，易于求解。二、支路电流分析法支路电流分析法就是由支路方程求解电路的方法。一般设电路有b条支路，那么就有b个未知电流可以选为变量，这就需要列出b个独立方程。对于具有n个结点的电路，只能列出n-1个独立的KCL方程，然后应用KVL列出其余b-n-1个方程。三、支路电流分析法的计算步骤在电路图中先选定各支路电流的参考方向，设出各支路电流。指定参考结点，对独立结点列出n-1个KCL方程。设定各网孔绕行(ro xn)方向，各网孔绕行方向必须一致，列出b-n-1个KVL方程(fngchng)。联立求解上述b个独立(dl)方程，可得出待求的各支路电流，然

21、后按VCR求各支路的电压。四、例题(lt)分析课堂小结 本节课主要讲解了支路电流分析法，支路电流分析法的计算步骤及例题分析作业布置 P40 2、32-5网孔电流分析法教学目的 掌握网孔概念及方程，网孔电流分析法的计算步骤及例题分析教学重点 网孔电流分析法的计算步骤及例题分析教学难点 网孔电流分析法的例题分析复习导入 1、什么是支路电流分析法？ 2、支路电流分析法的计算步骤是什么？教学过程及内容2-5网孔电流分析法一、网孔概念及方程为了减少方程数量，可选网孔电流为电路变量列写方程，这种方法称为网孔电流分析法。引入网孔电流后，网孔电流在所有结点处都自动满足KCL，可以不必对各独立结点另列KCL方程

22、，省去了n-1个方程。二、网孔电流分析法的计算步骤1、先选定各网孔电流的参考方向。2、列网孔方程。3、解网孔方程，求出网孔电流。4、标出支路电流的参考方向，网孔电流的代数和即为支路的电流。5、若电路中存在电流源与电阻的并联，用实际电源进行等效变换后，再列写方程。三、例题分析课堂小结 本节课主要讲解了网孔电流分析法的计算步骤及例题分析作业布置 P43 3、42-8戴维南定理（一）教学目的 掌握戴维南定理的内容，戴维南定理的计算步骤及例题分析。教学重点 戴维南定理的内容，戴维南定理的计算步骤及例题分析。教学难点 戴维南定理的计算步骤及例题分析。复习导入 1、什么是网孔电流分析法？ 2、网孔电流分析

23、法的计算步骤是什么？教学过程及内容2-8戴维南定理(dngl)一、戴维南定理(dngl)含独立源的线性二端电阻网络，对其外部而言，都可以用电压源和电阻串联组合等效代替，该电压源的电压等于网络的开路电压，该电阻等于网络内部所有(suyu)独立源作用为零情况下的网络的等效电阻。二、戴维南定理(dngl)的计算步骤1、把电路分为待求支路和有源二端网络两部分。2、把待求支路断开，求出有源二端网络的开路电压Uoc。3、将有源二端网络内的电压源短路，电流源开路（内阻保留），画出此时的无源二端网络辅助图，求出无源二端网络的等效电阻Ro。4、画出戴维南等效电路，等效电路中的电源电压等于开路电压Uoc,等效电阻

24、等于Ro,并把待求支路接上。5、求出待求支路的电流、电压、功率等。三、例题分析四、注意事项1、戴维南定理只对外电路等效，对内电路中的电流、电功率均不等效。2、在画等效电路时，等效电压的方向与开路电压的方向应一致。3、a与b两端的开路电压不等于a与b两端的实际电压，即UocUab。课堂小结 本节课主要讲解了戴维南定理的内容，戴维南定理的计算步骤及例题分析。作业布置 P58 4、62-8戴维南定理（二）教学目的 掌握最大功率传输定理的推导过程，最大功率传输定理的内容及例题分析。教学重点 最大功率传输定理的内容及例题分析。教学难点 最大功率传输定理的推导过程。复习导入 1、戴维南定理的内容是什么？

25、2、戴维南定理的计算步骤是什么？教学过程及内容三、最大功率的传输1、推导过程如图2-52所示，电源向负载输出的功率就是负载吸收的功率，因为I=Uo/(Ro+R),所以P=IR=Uo/(Ro+R)R=(UoR)/(R+2RRo+Ro)=(UoR)/ (R-2RRo+Ro+4RRo)= (UoR)/(R-Ro)+4RRo=Uo/(R-Ro)/R+4Ro。只有分母最小时，P才是最大，即只有R=Ro时，P才能达到最大值。因此负载获得最大功率的条件为R=Ro，即负载电阻等于电源内阻。当R=Ro时，负载获得最大功率为Pmax=Uo/4Ro若为电流源，则有Pmax=RoIs/4。2、最大功率传输定理实际的电

26、压(diny)源或电流源向负载供电，只有当负载电阻等于电源内阻时，负载上才能获得(hud)最大功率，最大功率为Pmax=Uo/4Ro（电压(diny)源）或Pmax=RoIs/4（电流源）。通常把负载电阻等于电源内阻(ni z)时的电路工作状态称为匹配状态（阻抗匹配）。3、例题分析课堂小结 本节课主要讲解了最大功率传输定理的内容及例题分析。作业布置 P58 8第三章 正弦交流电路3-1正弦量及相量表示法(一)教学目的 掌握随时间变化的电压和电流,正弦量的三要素及相位差教学重点 正弦量的三要素及相位差教学难点 正弦量的三要素及相位差复习导入 1、负载获得最大功率的条件是什么？ 2、最大功率传输定

27、理的内容是什么？教学过程及内容第三章 正弦交流电路一、随时间变化的电压和电流1、时变的电压和电流随时间变化的电压和电流称为时变的电压和电流。2、瞬时值随时间变化的电压和电流在任意时刻的数值称为它们的瞬时值，用u(t)或i(t)表示，简写为u或i。3、周期电压和周期电流如果时变的电压和电流的每个值在经过相等的时间间隔后循环出现，这种时变的电压和电流称为周期电压和周期电流，统称周期量。4、周期和频率周期：周期量变化一次所需要的时间称为周期，用T表示，单位为秒（s）。频率：周期量每秒内变化的次数称为频率，用f表示，单位为赫兹（Hz）。 周期与频率的关系：f=1/T工频：我国采用50Hz。5、正弦量交

28、流量的大小和方向随时间按正弦规律变化的周期量称为正弦量。二、正弦量的三要素及相位差1、正弦量的三要素振幅值（最大值）正弦量瞬时值中的最大值叫振幅值，也叫峰值。角频率在单位时间内正弦量所经历的电角度叫做正弦量的角频率，即=/t。在一个周期T内，正弦量经历的电角度为2弧度，故有=2/T=2f。初相相位：正弦量瞬时解析式中t+称为正弦量的相位角，又称相位。初相：t=0时正弦量的相位称为正弦量的初相，规定|。2、相位差两个同频率正弦量的相位(xingwi)之差，称为相位差，用表示(biosh)。若两个正弦量u1=Um1sin(t+1),u2=Um2sin(t+2),则相位差为12=(t+1)- (t+

29、2)= 1-2。当12=1-20时，u1超前u2 12角度(jiod)。当12=1-20时，u1滞后(zh hu)u2 12角度。当12=1-2=0时，u1与u2同相。当12|=1-2|=时，u1与u2反相。当12|=1-2|=/2时，u1与u2正交。课堂小结 本节课主要讲解了随时间变化的电压和电流,正弦量的三要素及相位差。作业布置 P80 2、33-1正弦量及相量表示法(二)教学目的 掌握正弦量的有效值,正弦量的相量表示法,用相量求正弦量的和与差。教学重点 正弦量的有效值,正弦量的相量表示法,用相量求正弦量的和与差教学难点 正弦量的相量表示法,用相量求正弦量的和与差复习导入 1、什么是正弦量的三要素？2、什么是相位差？什么是正交、同相及反相？教学过程及内容三、正弦量的有效值1、定义交流电流i通过电阻R在一个周期内所产生的热量和直流电流I通过同一电