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(jí) 授課時(shí)數(shù) 2 教具 多媒體、黑板、粉筆 授課時(shí)間 2016 . 9 教學(xué)方法 講解 ，啟發(fā)，問答、實(shí)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(hào) 教學(xué)重點(diǎn) 和難點(diǎn) 1． 電路的基本組成 2． 掌握元件符號(hào) 3． 學(xué)會(huì)畫電路圖 復(fù)習(xí)提問 掌握元件符號(hào)和電路圖 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計(jì) 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(gè)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(jì) 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(duì)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(huì)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(xiǎn)絲等保險(xiǎn)裝置，以避免發(fā)生短路時(shí)出現(xiàn)不良后果。 二、電氣元件符號(hào) 三、基本電路圖 由理想元件構(gòu)成的電路叫做實(shí)際電路的電路模型，也叫做實(shí)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(duì)電路進(jìn)行分析，可將電路實(shí)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(duì)它的實(shí)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(jí) 授課時(shí)數(shù) 6 教具 多媒體、黑板、粉筆 授課時(shí)間 2016 . 10 教學(xué)方法 講解 ，啟發(fā)，問答、實(shí)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(shí)際功率的計(jì)算 教學(xué)重點(diǎn) 和難點(diǎn) 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(shí)際功率的計(jì)算 復(fù)習(xí)提問 畫元件符號(hào)和電路圖 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計(jì) 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(dòng)（習(xí)慣上規(guī)定正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向）。 2．電流參考方向：是預(yù)先假定的一個(gè)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(jì)算結(jié)果為正，表示電流實(shí)際方向與參考方向一致。 （2）圖1.2（b），I = -3 A計(jì)算結(jié)果為負(fù)，表示電流實(shí)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(shí)初中學(xué)過的知識(shí) 教　案　紙 附 頁 第1 頁　　　　 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計(jì) 教學(xué)追記 特例：交流電的實(shí)際方向是隨時(shí)間而變的。如果某一時(shí)刻電流為正值，即表示該時(shí)刻電流的實(shí)際方向與參考方向一致；如果是負(fù)值，則表示該時(shí)刻電流的實(shí)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 　（1）直流電流 如果電流的大小及方向都不隨時(shí)間變化，即在單位時(shí)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(shí)間t的關(guān)系在I－t坐標(biāo)系中為一條與時(shí)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(shí)間變化，則稱為變動(dòng)電流。對(duì)電路分析來說，一種最為重要的變動(dòng)電流是正弦交流電流，其大小及方向均隨時(shí)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(shí)值要用小寫字母i或i(t)表示。 5、電流對(duì)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(duì)人體生命的效應(yīng) 蓄電池的充電過程 事故、動(dòng)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(jì) 教學(xué)追記 1.2.2?電壓與電動(dòng)勢(shì) 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(duì)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(diǎn)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(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)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(shí)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(shí)間變化，則稱為變動(dòng)電壓。對(duì)電路分析來說，一種最為重要的變動(dòng)電壓是正弦交流電壓(簡稱交流電壓)，其大小及方向均隨時(shí)間按正弦規(guī)律作周期性變化。交流電壓的瞬時(shí)值要用小寫字母u或u(t)表示。 3．電源電動(dòng)勢(shì)（電動(dòng)勢(shì)）：它表征非靜電力在電源內(nèi)部搬運(yùn)電荷所做的功與被移送電荷量的比值。 4．電動(dòng)勢(shì)的大小為 電動(dòng)勢(shì)的單位為伏[特]（V）。 5．電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)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(jì) 教學(xué)追記 圖1.23所示電路中，非靜電力將電荷分離搬運(yùn)到電源兩端，當(dāng)外電路閉合時(shí)，電荷會(huì)經(jīng)外電路移動(dòng)而形成外電路電流I 。 6．電壓表征靜電力在電源外部搬運(yùn)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(dòng)勢(shì)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(diǎn)都有一定的高度一樣，電路中每一點(diǎn)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(huì)引起液體從高向低流動(dòng)。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(diǎn)流向低電位點(diǎn)。 3．電位用字母V表示，不同點(diǎn)的電位用字母V加下標(biāo)表示。例如VA表示A點(diǎn)的電位值。 4．零電位點(diǎn)：衡量電位高低的一個(gè)計(jì)算電位的起點(diǎn)，該點(diǎn)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(diǎn)。 5．電路中零電位點(diǎn)規(guī)定之后，電路中任何一點(diǎn)與零電位之間的電壓，就是該點(diǎn)的電位。反之各點(diǎn)電位已知后，就能求出任意兩點(diǎn)（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(shí)際應(yīng)用中常以千瓦時(shí)（kW h）(曾稱度)作為電能的單位。 1 kWh時(shí)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(cè)量是利用電能表（俗稱電度表），如圖1.24所示。 [例1.1]?一臺(tái)25 in. 彩電額定功率是120 W，每千瓦時(shí)電的電費(fèi)為0.45元，共計(jì)工作5小時(shí)，電費(fèi)為多少？ [解]?電費(fèi) = 千瓦數(shù) 用電小時(shí)數(shù) 每千瓦時(shí)費(fèi)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(jì) 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(shí)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(cè)量的，其測(cè)量線路如圖1.25所示。 圖1.25?功率表測(cè)功率 功率表測(cè)電壓的線圈（1、2）并聯(lián)在電路上，測(cè)量電流的線圈（3、4）串聯(lián)在電路上。 [例1.2]?一臺(tái)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(jì) 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(shí)對(duì)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(dòng)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(shí)際值等于額定值時(shí)，電氣設(shè)備的工作狀態(tài)。 4．過載：實(shí)際值超過額定值。 5．欠載：實(shí)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(huì)產(chǎn)生過熱現(xiàn)象甚至燒毀。 （1）在20 V電壓作用下時(shí) P = W = 4 W 該值等于額定功率，因此在20V的電源電壓時(shí)可以正常工作。 （2）在40V電壓作用下時(shí)，同理可得 P W = 16 W 16 W > 4 W，此時(shí)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(gè)表示帶電粒子定向運(yùn)動(dòng)強(qiáng)弱的物理量（電流會(huì)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(qiáng)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(shí)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(shí)際方向，習(xí)慣上規(guī)定高電位點(diǎn)指向低電位點(diǎn)。 4．電動(dòng)勢(shì)不僅有大小，也有方向。它的實(shí)際方向習(xí)慣上規(guī)定由低電位點(diǎn)指向高電位點(diǎn)（經(jīng)內(nèi)電路）。電動(dòng)勢(shì)單位與電壓單位一致是“伏［特］”。 5．為了描述某點(diǎn)電位高低，在選定一零電位點(diǎn)（參考點(diǎn)）以后，就可以用電位概念來表征某點(diǎn)電位的高低了。 6．電位的值與參考點(diǎn)的選擇有關(guān)，而電壓與電位參考點(diǎn)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(dòng)所做的功。 8．電能測(cè)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(jí) 授課時(shí)數(shù) 4 教具 多媒體、黑板、粉筆 授課時(shí)間 2016.11 教學(xué)方法 講解 ，啟發(fā)，問答、實(shí)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(jì)算 3、掌握色環(huán)電阻的讀數(shù)方法 教學(xué)重點(diǎn) 和難點(diǎn) 1、解釋電阻元件的電壓、電流關(guān)系。 2、掌握歐姆的計(jì)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(jì) 教學(xué)追記 1.3　電阻元件 1.3.1電阻元件 電阻元件是對(duì)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(shí)，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(jì) 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(hào)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(diǎn) 教　案　紙 附 頁 第 2 頁　　　　 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計(jì) 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(cè)量和溫度調(diào)節(jié)，還可以作為補(bǔ)償電阻，對(duì)具有正溫度系數(shù)特性的元件（例如晶體管）進(jìn)行補(bǔ)償；抑制小型電動(dòng)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(cè)量、過熱保護(hù)和延時(shí)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(shí)，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(shí)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(jì) 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(duì)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(shí)，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(shí)的參考方向 圖1.13?例題1.3附圖 常識(shí)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(jì) 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(jì)算結(jié)果I < 0，說明圖1.13（c）設(shè)定的電流方向與實(shí)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(shí)，當(dāng)電壓和電流的正方向選得相反時(shí)，表達(dá)式須帶負(fù)號(hào)。 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)?！　　　　〗獭“浮〖? 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(jí) 授課時(shí)數(shù) 4 教具 多媒體、黑板、粉筆 授課時(shí)間 2016 . 12 教學(xué)方法 講解 ，啟發(fā)，問答、實(shí)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(jì)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(diǎn) 和難點(diǎn) 1、 電阻負(fù)載的串聯(lián)、并聯(lián)的連接和計(jì)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(jì) 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(shí)： （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(jì) 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(gè)標(biāo)稱值為6.3 V / 0.3 A的指示燈與一個(gè)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?yàn)榱鬟^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(jì) 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(shí)，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(shí)： （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(jì) 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(gè)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(gè)電阻連接在兩個(gè)公共節(jié)點(diǎn)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(duì)外電路等效的，其內(nèi)部是不能等效的。 4．在只要求估算時(shí)，阻值相差很大的兩個(gè)電阻串聯(lián)，小電阻的分壓作用可以忽略不計(jì)；阻值相差很大的兩個(gè)電阻并聯(lián)，大電阻的分流作用可以忽略不計(jì)。 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 1.5基爾霍夫定律及支路電流法 檢　　查 授課班級(jí) 授課時(shí)數(shù) 6 教具 多媒體、黑板、粉筆 授課時(shí)間 2017.1 教學(xué)方法 講解 ，啟發(fā)，問答、實(shí)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(dú)立方程式。 3、應(yīng)用基爾霍夫定律列m個(gè)獨(dú)立方程。 教學(xué)重點(diǎn) 和難點(diǎn) 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(dú)立方程式。 3、應(yīng)用基爾霍夫定律列m個(gè)獨(dú)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(jì) 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(diǎn)：有三條或三條以上支路的連接點(diǎn)。 3．基爾霍夫第一定律：任一瞬時(shí)電路在結(jié)點(diǎn)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(diǎn)A的基爾霍夫第一定律表達(dá)式。 圖1.51?具有兩個(gè)結(jié)點(diǎn)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(jì) 教學(xué)追記 [解]?對(duì)于結(jié)點(diǎn)上的電流，假設(shè)流入結(jié)點(diǎn)電流為正，流出結(jié)點(diǎn)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(diǎn)電流的代數(shù)和等于流出結(jié)點(diǎn)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(dòng)勢(shì)E1、電阻R1、R3也構(gòu)成一個(gè)回路。 2．基爾霍夫第二定律：任一瞬時(shí)沿回路繞行一周，所有電動(dòng)勢(shì)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?yàn)轫槙r(shí)針方向，那么電動(dòng)勢(shì)方向與繞行方向一致時(shí)為正，相反時(shí)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(shí)為正，相反時(shí)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(duì)象，應(yīng)用基爾霍夫第一、第二定律對(duì)結(jié)點(diǎn)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(diǎn)數(shù)列寫?yīng)毩⒌慕Y(jié)點(diǎn)電流方程式。在圖1.34所示電路中，有A和B兩個(gè)結(jié)點(diǎn)，利用KCL列出結(jié)點(diǎn)方程式。 結(jié)點(diǎn)A：?I1 + I2 – I3 = 0 結(jié)點(diǎn)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(jì) 教學(xué)追記 一般來說，電路中有2個(gè)結(jié)點(diǎn)時(shí)，只能列出1個(gè)獨(dú)立方程，可以在2個(gè)結(jié)點(diǎn)中任選其中1個(gè)方程。 步驟三：根據(jù)網(wǎng)孔，利用KVL列寫回路電壓方程式，補(bǔ)齊不足的方程數(shù)。一般情況下以自然網(wǎng)孔為對(duì)象列寫電壓方程為宜，這樣可以防止列寫的電壓方程不獨(dú)立。利用KVL，對(duì)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(gè)獨(dú)立方程才能求解3個(gè)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(duì)結(jié)點(diǎn)A列寫電流方程 I1 + I2 - I3 = 0 （3）應(yīng)用KVL對(duì)回路列寫電壓方程式，因?yàn)橐蚜谐?個(gè)獨(dú)立的電流方程，所以必須補(bǔ)寫2個(gè)獨(dú)立的電壓方程，按網(wǎng)孔選定2個(gè)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(jì) 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(shí)際方向與參考方向一致；I2為負(fù)值，說明電流的實(shí)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(gè)節(jié)點(diǎn)，利用基爾霍夫電流定律列出列（n - 1）個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電流方程。 （3）利用基爾霍夫電壓定律列寫出獨(dú)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(dú)立的； （4）解獨(dú)立方程數(shù)目等于m個(gè)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(shí) 檢　　查 授課班級(jí) 授課時(shí)數(shù) 6 教具 多媒體、黑板、粉筆 授課時(shí)間 2017.1 教學(xué)方法 講解 ，啟發(fā)，問答、實(shí)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(diǎn) 和難點(diǎn) 【教學(xué)重點(diǎn)】 正弦交流電的三要素。 【教學(xué)難點(diǎn)】 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(jì) 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(shí)間作周期性變化，并且在一個(gè)周期內(nèi)的平均值為零的電壓、電流和電動(dòng)勢(shì)。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(jì) 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(gè)循環(huán)所需要的時(shí)間，如圖2.3所示。 2．頻率：交流電在單位時(shí)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(shí)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(gè)循環(huán)，每秒鐘變化50個(gè)循環(huán)。 4．瞬時(shí)值：交流電每一瞬時(shí)所對(duì)應(yīng)的值。 5．最大值：交流電在一個(gè)周期內(nèi)數(shù)值最大的值。 6．有效值：規(guī)定用來計(jì)量交流電大小的物理量。如果交流電通過一個(gè)電阻時(shí)，在一個(gè)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(shí)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(cè)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(jì) 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(shí)刻都是變化的，（ωt+0）是該正弦交流電流在t時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的角度。 8．初相角：t = 0所對(duì)應(yīng)的角度0。 9．相位差：兩個(gè)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(shí)，波形如圖2.5（a）所示，i1總比i2先經(jīng)過對(duì)應(yīng)的最大值和零值，這時(shí)就稱i1超前i2 j 角（或稱i2滯后i1 j 角）。 若- p < j < 0時(shí)，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(shí)，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(shí)，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(jì)時(shí)起點(diǎn)（ t = 0 ）取得不同而不同； 3．相位差是兩個(gè)同頻正弦交流電的初相位之差，它不隨計(jì)時(shí)起點(diǎn)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(jí) 授課時(shí)數(shù) 6 教具 多媒體、黑板、粉筆 授課時(shí)間 2017.1 教學(xué)方法 講解 ，啟發(fā)，問答、實(shí)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(diǎn) 和難點(diǎn) 【教學(xué)重點(diǎn)】 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(diǎn)】 純電阻電路的瞬時(shí)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(jì)算方法。 教 學(xué) 內(nèi) 容、方 法、過 程 和 板 書 設(shè) 計(jì) 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?yàn)閰⒖挤较?，電壓的初相為零。? 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(jì) 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(shí)功率：每個(gè)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(shí)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(shí)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(gè)耗能元件。 2．有功功率（平均功率） 有功功率（平均功率）：取瞬時(shí)功率在一個(gè)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(jì) 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(shí)流過的電流就是額定電流，因?yàn)殡姞t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(shí)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。