電工電子教案

1、李紅巖教學(xué)目標(biāo)教材分析課時(shí)安排教學(xué)要求教材分析教學(xué)方法教學(xué)內(nèi)容課堂小結(jié)課后記教學(xué)要求教材分析教學(xué)方法教學(xué)內(nèi)容課后記教學(xué)要求教材分析教學(xué)方法教學(xué)內(nèi)容課后記教學(xué)要求教材分析教學(xué)方法教學(xué)內(nèi)容課后記教學(xué)要求教材分析教學(xué)方法教學(xué)內(nèi)容課后記教學(xué)要求教材分析教學(xué)方法教學(xué)內(nèi)容課后記教學(xué)目標(biāo)教材分析課時(shí)安排教學(xué)要求教材分析教學(xué)方法教學(xué)內(nèi)容課后記教學(xué)要求教材分析教學(xué)方法教學(xué)內(nèi)容課后記教學(xué)要求教材分析教學(xué)方法教學(xué)內(nèi)容課后記教學(xué)要求教材分析教學(xué)方法教學(xué)內(nèi)容課后記教學(xué)目標(biāo)教材分析課時(shí)安排教學(xué)要求教材分析教學(xué)方法教學(xué)內(nèi)容課后記教學(xué)要求教材分析教學(xué)方法教學(xué)內(nèi)容課后記教學(xué)要求教材分析教學(xué)方法教學(xué)內(nèi)容課后記教學(xué)目標(biāo)教材分析課時(shí)

2、安排教學(xué)要求教材分析教學(xué)方法教學(xué)內(nèi)容課后記教學(xué)要求教材分析教學(xué)方法教學(xué)內(nèi)容課后記教學(xué)目標(biāo)教材分析課時(shí)安排第 1 章 電路分析基礎(chǔ)了解電路分析基礎(chǔ)知識；理解電路基本物理量和基本元器件；掌握電路基本分析方法及方法的選擇。重點(diǎn)：電路三大基本元件的特性；基爾霍夫定律及其應(yīng)用難點(diǎn)：參考方向的理解和掌握；應(yīng)用基爾霍夫定律對電路進(jìn)行分析的方法；戴維南定理的應(yīng)用1.1 電路和電路模型1課時(shí)1.2 電路的基本物理量 2課時(shí)1.3電氣設(shè)備的額定值及電路的工作狀態(tài) 2課時(shí)1.4線性電路元件及其伏安特性 2課時(shí)1.5基爾霍夫定律 2課時(shí)1.6疊加定理 1課時(shí)緒論一、電工電子技術(shù)課程簡介1、課程性質(zhì)2、主要內(nèi)容和任務(wù)3

3、、與本專業(yè)關(guān)系二、電工電子技術(shù)的發(fā)展簡史與現(xiàn)狀三、教學(xué)安排四、學(xué)習(xí)方法與基本要求1.1 電路和電路模型熟悉電路的基本組成及各部分作用；理解電路模型的概念。重點(diǎn)：電路模型講授法一、電路1、電路：電流通過的路徑。2、電路的組成：電源（信號源）：電路中提供電能（信號）的裝置。如發(fā)電機(jī)、蓄電池等。負(fù)載：電路中接收電能（信號）的設(shè)備。如電動機(jī)、揚(yáng)聲器等。中間環(huán)節(jié)：電源（信號源）和負(fù)載之間的連接、控制和保護(hù)部件，如導(dǎo)線、開關(guān)、運(yùn)算放大器、各種繼電保護(hù)設(shè)備等。3、電路的功能：電力電路：傳輸、分配、轉(zhuǎn)換電能；電子電路：傳遞、存儲、處理信號。二、電路模型電路模型：與實(shí)際電路相對應(yīng)、由理想電路元件構(gòu)成的電路圖，稱

4、為實(shí)際電路的電路模型。電源負(fù)載負(fù)載電源開關(guān)實(shí)際電路ISUs+_Ro中間環(huán)節(jié)電路模型RL+ U導(dǎo)線理想電路元件分有源、無源兩大類：電阻元件R無源二端元件電感元件L電容元件C理想電壓源+ UsIs有源二端元件理想電流源本書研究的電路是實(shí)際電路的電路模型。某些實(shí)際器件可用一個理想電路元件代替，某些實(shí)際器件需用幾個理想電路元件的組合來代替。電路模型就是用理想電路元件代替實(shí)際器件組成的電路。學(xué)生聽課狀態(tài)良好。1.2 電路的基本物理量理解電路的主要物理量的概念；理解電壓、電流參考方向的概念及其在電路分析中的作用；熟練掌握電功率的計(jì)算。重點(diǎn)：電路中的電壓、電流及其參考方向； 功率的計(jì)算難點(diǎn)：參考方向的概念及

5、其應(yīng)用講授法復(fù)習(xí)提問1. 電路的組成與功能？2. 電路模型？3. 理想電路元件的分類？引入新課電路分析的最終目標(biāo)是分析電路的電壓、電流、功率。講授新課一、電流1、定義：電荷的定向移動形成電流。電流的大小用電流強(qiáng)度表示，簡稱電流。電流強(qiáng)度等于單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量。2、大?。?直流情況下3、單位：安培(A), 千安(kA), 毫安(mA),微安(A)1A=103mA=106A=109nA4、方向：正電荷定向移動的方向5、參考方向：分析計(jì)算時(shí)，任意設(shè)定的假想方向。電路中用箭頭表示。問題：為什么要設(shè)參考方向？電流方向BÞA？電流方向AÞB？U1ABRU2IREg.解決方

6、法：(1)先設(shè)定一個正方向，作為參考方向；(2) 根據(jù)參考方向和電路的基本定律，列出物理量間相互關(guān)系的代數(shù)表達(dá)式；(3) 根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定實(shí)際方向:若計(jì)算結(jié)果為正，則實(shí)際方向與參考方向一致；若計(jì)算結(jié)果為負(fù)，則實(shí)際方向與參考方向相反。二、電壓1、定義：電壓是電路中產(chǎn)生電流的根本原因。電壓等于電路中兩點(diǎn)電位之差。電路中a、b兩點(diǎn)間的電壓定義為電場力把單位正電荷由a點(diǎn)移至b點(diǎn)所做的功。2、大?。?直流情況下3、單位：伏(V), 千伏 (kV), 毫伏 (mV), 微伏(V)1V=103mV=10-3KV4、方向：由高電位指向低電位5、參考方向：分析計(jì)算時(shí)，任意設(shè)定的假想方向。電路中用箭頭/“+ -”

7、極性/雙下標(biāo)表示。_+正負(fù)號abUab（高電位在前，低電位在后） 雙下標(biāo)箭 頭ab表示電流、電壓的參考方向：關(guān)聯(lián)參考方向：電流、電壓參考方向一致。相反，為非關(guān)聯(lián)參考方向。1、對負(fù)載元件應(yīng)選取關(guān)聯(lián)參考方向，對電源元件選取非關(guān)聯(lián)參考方向；2、參考方向一經(jīng)選定，在計(jì)算過程中不允許變更；3、電量的真實(shí)方向以計(jì)算結(jié)果和參考方向二者共同確定。三、電功率1、定義：單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功。是用來表示電流做功快慢的物理量。2、大?。?3、單位：MW, kW, W,mW1W=10-3kW=10-6MW=103mW4、功率與電壓、電流的關(guān)系u、i取關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)：p =ui；u、i取非關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)：p =-ui5

8、、元件功率性質(zhì)的判別：(1)根據(jù)計(jì)算結(jié)果的正負(fù)取值判別：p>0，吸收功率，為負(fù)載；p<0，發(fā)出功率，為電源(2) 根據(jù)電壓、電流的實(shí)際方向判斷：u、i實(shí)際方向相同，吸收功率，為負(fù)載；u、i實(shí)際方向相反，發(fā)出功率，為電源6、功率平衡在一個完整的電路內(nèi)，電功率平衡，即總發(fā)出功率等于總的吸收功率。P發(fā)出=P吸收Eg.已知I=1A，U1=10V，U2=6V，U3=4V，求各元件功率，判斷其功率性質(zhì)，并分析電路的功率平衡關(guān)系。解：元件A：U、I取非關(guān)聯(lián)方向，P1=U1I=10×1=10W，P1<0，發(fā)出10W功率，電源。元件B：U、I取關(guān)聯(lián)方向，P2=U2I=6×1

9、=6W，P2>0，吸收10W功率，負(fù)載。元件C：U、I取關(guān)聯(lián)方向，P3=U3I =4×1=4W，P3>0，吸收10W功率，負(fù)載。P1+P2+P3=10+6+4=0，功率平衡。四、電能1、定義：電流通過負(fù)載所做的功。電流做功所消耗電能的多少可以用電功來量度。2、大小： 3、單位：五、效率1、定義：輸出功率與輸入功率的比值2、大?。?反饋練習(xí)已知U1= -1V，U2=-3V，U3=-1V，U4=1V，U5=2V，I1=4A，I5=-2A, I3=-2A，試判斷各元件是電源還是負(fù)載，并驗(yàn)證功率平衡。（元件1，3，4 ，5為負(fù)載；元件2為電源。）課堂小結(jié)在分析電路時(shí)，首先需假定電

10、路中支路電流和電壓的參考方向。當(dāng)電壓和電流為正值時(shí)，實(shí)際方向和參考方向一致；當(dāng)電壓和電流為負(fù)值時(shí)，實(shí)際方向和參考方向相反。當(dāng)元件電流和電壓參考方向一致時(shí)，該元件為關(guān)聯(lián)參考方向；否則，為非關(guān)聯(lián)參考方向。在關(guān)聯(lián)參考方向下，功率表示元件吸收功率，即功率大于零，元件吸收功率，該元件為負(fù)載；功率小于零，元件發(fā)出功率，該元件為電源。在非關(guān)聯(lián)參考方向下，功率表示元件發(fā)出功率，即功率大于零，元件發(fā)出功率，該元件為電源；功率小于零，元件吸收功率，該元件為負(fù)載。布置作業(yè)1-2-31-2-4要善于提問調(diào)動其主動性、積極性。1.3 電氣設(shè)備的額定值及電路的工作狀態(tài)理解電氣設(shè)備額定值的概念；熟悉電路的三種狀態(tài)及其特點(diǎn)；

11、了解電源的外特性。重點(diǎn)：電路的三種工作狀態(tài)難點(diǎn)：各狀態(tài)下電壓、電流關(guān)系講授法復(fù)習(xí)提問1 為何要引入?yún)⒖挤较颍繀⒖挤较蚺c實(shí)際方向有何聯(lián)系與區(qū)別？2 如何判別元件是電源還是負(fù)載？引入新課（開門見山）講授新課一、 電氣設(shè)備的額定值（PN UN IN RN）1、額定值：電氣設(shè)備正常運(yùn)行的最高限額。(1) 額定值反映電氣設(shè)備的使用安全性(2) 額定值表示電氣設(shè)備的工作能力2、電氣設(shè)備的3種工作狀態(tài)：(1) 額定狀態(tài)（滿載）：I=IN，P=PN （經(jīng)濟(jì)合理安全可靠）(2) 過載狀態(tài)（超載）：I>IN，P>PN （設(shè)備易損）(3)輕載狀態(tài)（欠載）：I<IN，P<PN （不經(jīng)濟(jì)） US

12、RSRLIUS/(RSRL)Eg.某用電器的額定值為“220V,100W”，此電器正常工作10小時(shí)，消耗多少焦耳電能？合多少度電？（3600000J，1度電） U=USIR0 - 二、電路的三種工作狀態(tài)1、通路特征：(1)IUS/(RSRL)(2) U= US-IRS電源端電壓隨輸出電流變化的關(guān)系曲線稱為電源的外特性。UI0US電源的外特性(3)負(fù)載取用功率電源產(chǎn)生功率內(nèi)阻、線路損耗功率I0 USRSRL2、開路U=US-特征：(1)I0(2) U= US電源端電壓 ( 開路電壓 )(3)P=03、短路 US SRSRLIUS/RSU=0-特征：(1)IUS/RS(2) U=0(3) P=0(

13、4)PE=DP = I²R0為避免短路，電路中要加入熔斷器(俗稱保險(xiǎn)絲)。反饋練習(xí)1、一個銘牌標(biāo)示“1W、100”的電阻，該電阻允許加的最高電壓=？允許通過的最大電流=？2、電源的開路電壓為12V,短路電流為30A,則電源的US=?RS=？課堂小結(jié)本節(jié)介紹了電氣設(shè)備的額定值及電路的三種工作狀態(tài)。布置作業(yè)1-3-21-3-4節(jié)奏要掌控好。1.4 線性電路元件及其伏安特性熟練掌握各種理想電路元件的伏安關(guān)系；掌握實(shí)際電源的兩種模型并能等效變換。通過學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的邏輯思維能力。重點(diǎn)：電阻、電感和電容元件的電壓和電流的關(guān)系難點(diǎn)：電感、電容元件的伏安關(guān)系講授法復(fù)習(xí)提問1. 額定電流為100A

14、的發(fā)電機(jī)，只接了60A的照明負(fù)載，還有40A電流去哪了？2. 電源外特性與橫軸相交處的電流=？電源工作狀態(tài)？引入新課由電路模型概念引入講授新課一、 基本電路元件UI01、 電阻元件（R）R線性電阻元件伏安特性電阻元件是即時(shí)元件電阻元件是耗能元件Li0L2、 電感元件（L）線性電感元件韋安特性電感元件是動態(tài)元件 電感元件是儲能元件qu03、 電容元件（C）C線性電容元件庫伏特性電容元件是動態(tài)元件電容元件是儲能元件二、電源元件一個電源可以用兩種模型來表示。用電壓的形式表示稱為電壓源，用電流的形式表示稱為電流源。USRLb+_aRs0IU1、電壓源U+_U= US理想電壓源的外特性電壓源電路當(dāng)實(shí)際電

15、壓源的內(nèi)阻 RS=0（相當(dāng)于短路）時(shí)，U = US 為一定值，此時(shí)通過電壓源的電流 I 由負(fù)載電阻 RL 和 U 共同確定，這樣的電源稱為理想電壓源，簡稱電壓源。2、電流源I0U/VI/AISRLbaRSI=ISU+_理想電流源的外特性電流源電路當(dāng)實(shí)際電流源的內(nèi)阻 RS=（相當(dāng)于開路）時(shí)，I= IS 為一定值，而電流源兩端電壓則由負(fù)載電阻 RL 和 I 共同確定，這樣的電源稱為理想電流源，簡稱電流源。abRSRLUS+_a3、實(shí)際電源的兩種電路模型IU+_實(shí)際電壓源模型實(shí)際電流源模型 RSU RLRSISbU+_若實(shí)際電源輸出的電壓變化不大，可用電壓源和電阻相串聯(lián)的電源模型表示，即實(shí)際電源的電

16、壓源模型；若實(shí)際電源輸出的電流變化不大，則可用電流源和電阻相并聯(lián)的電源模型表示，即實(shí)際電源的電流源模型。4、兩種電源之間的等效變換等效變換的條件：當(dāng)接有同樣的負(fù)載時(shí)，對外的電壓、電流相等。內(nèi)阻改并聯(lián)Is = UsRSbIRSUab+_US+_aIS R0US bIRSUab+_aUs = Is RS內(nèi)阻改串聯(lián)反饋練習(xí)1、uL=0時(shí)，WL是否也為0？若ic=0時(shí)，WC是否為0？2、+12V3AL直流情況下，電感線圈的等效電路模型？課堂小結(jié)電路中常用的理想電路元件有電阻、電感、電容、理想電壓源和理想電流源。理想電路元件分無源元件和有源元件。無源元件包括電阻、電感和電容，同時(shí)電感和電容還是儲能元件。

17、電阻元件的電壓和電流關(guān)系是一條通過原點(diǎn)的直線，其電壓和電流是瞬時(shí)一一對應(yīng)的。電感和電容元件電壓和電流的關(guān)系是微積分關(guān)系。有源元件包括理想電壓源和理想電流源。布置作業(yè)1-4-21-4-4學(xué)習(xí)目標(biāo)首尾呼應(yīng)。1.5 基爾霍夫定律 進(jìn)一步熟悉歐姆定律及其應(yīng)用；理解基爾霍夫兩定律闡述的內(nèi)容，初步掌握基爾霍夫兩定律的應(yīng)用；熟悉負(fù)載上獲得最大功率的條件。重點(diǎn)：基爾霍夫定律及其應(yīng)用難點(diǎn)：參考正方向運(yùn)用，應(yīng)用基爾霍夫定律對電路進(jìn)行分析的方法講授法復(fù)習(xí)提問1. 電感元件在直流時(shí)相當(dāng)于短路，L是否為零？電容元件在直流時(shí)相當(dāng)于開路，C是否為零？2. 理想電源和實(shí)際電源有何區(qū)別？理想電源之間能否等效互換？實(shí)際電源模型的

18、互換如何？引入新課由歐姆定律引入基爾霍夫定律講授新課R2R1UII1I2RUIR1R2IUU1U2一、電阻的串聯(lián)與并聯(lián)如果兩個串聯(lián)電阻有：R1>>R2，則RR1如果兩個并聯(lián)電阻有：R1>>R2，則RR2并聯(lián)各電阻兩端的電壓相同。電阻的串聯(lián)電阻的并聯(lián)等效電阻串聯(lián)各電阻中通過的電流相同。電阻的混聯(lián)計(jì)算舉例： Rab=R1+ R6+(R2/R3)+(R4/R5)R1R2R3R4R5R6ab分析：由a、b端向里看， R2和R3，R4和R5均連接在相同的兩點(diǎn)之間，因此是并聯(lián)關(guān)系，把這4個電阻兩兩并聯(lián)后，電路中除了a、b兩點(diǎn)不再有結(jié)點(diǎn)，所以它們的等效電阻與R1和R6相串聯(lián)。電阻混聯(lián)

19、電路的等效電阻計(jì)算，關(guān)鍵在于正確找出電路的聯(lián)接點(diǎn)，然后分別把兩兩結(jié)點(diǎn)之間的電阻進(jìn)行串、并聯(lián)簡化計(jì)算，最后將簡化的等效電阻相加即可求出。二、電路名詞1、支路：一個或幾個二端元件首尾相接中間沒有分岔，使各元件上通過的電流相等，這種連接方式稱為支路。2、結(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的聯(lián)接點(diǎn)稱之為結(jié)點(diǎn)。3、回路：電路中的任意閉合路徑稱為回路。4、網(wǎng)孔：單一閉合路徑，其中不包含其它支路的回路稱為網(wǎng)孔。Eg.#1#2#3回路幾個？abI1I2I3U2+-R1R3R2+_U1+_幾條支路？結(jié)點(diǎn)幾個？網(wǎng)孔數(shù)？三、基爾霍夫定律基爾霍夫定律：用來描述電路中各部分電壓或各部分電流間的關(guān)系,其中包括基氏電流定律（KCL）

20、和基氏電壓定律（KVL)兩個定律。1、基爾霍夫電流定律（KCL）KCL內(nèi)容：對任意結(jié)點(diǎn)，在任一瞬間，流入結(jié)點(diǎn)的電流之和等于由結(jié)點(diǎn)流出的電流之和?；蛘哒f，在任一瞬間，流入一個節(jié)點(diǎn)上的電流的代數(shù)和恒等于零。 S I =0or I1I2I3I4基氏電流定律的推廣:電流定律還可以擴(kuò)展到電路的任意封閉面。廣義節(jié)點(diǎn)I=?I1111I2I3IU2RU3+_U2+_U1+_RRRI1+I2=I3I=0廣義節(jié)點(diǎn)2、基爾霍夫電壓定律（KVL）KVL內(nèi)容：對電路中的任一回路，沿任意繞行方向轉(zhuǎn)一周，其電位降等于電位升。或，電壓降的代數(shù)和恒為零。IR=US 或 U=0I1I2I3R3US1+_US2_+R1R2對#1列

21、KVL方程：#1#2#3對#2列KVL方程：對#3列KVL方程：基氏電壓定律的推廣:KVL定律可以擴(kuò)展應(yīng)用于任意假想的閉合回路。反饋練習(xí)A4=？ A5 =？R1R2I1I2IR3I3A4A5課堂小結(jié)分析電路時(shí)要利用電路中存在的兩類約束關(guān)系。第一類約束是元件本身電壓和電流的關(guān)系。第二類約束(拓?fù)浼s束)是基爾霍夫定律，描述電路中的連接約束關(guān)系?；鶢柣舴蚨砂ɑ鶢柣舴螂娏鞫?KCL)和基爾霍夫電壓定律(KVL)。KCL描述了電路連接中各支路電流之間存在的約束關(guān)系，它的本質(zhì)是電荷守恒在集總參數(shù)電路中的體現(xiàn)。KVL描述了電路連接中各個支路電壓之間存在的約束關(guān)系，它的本質(zhì)是電壓與路徑無關(guān)。對一個具有n

22、個結(jié)點(diǎn)，b條支路的電路來說，KCL獨(dú)立方程個數(shù)為n-1；KVL獨(dú)立方程個數(shù)為b-n+1。布置作業(yè)1-5-2 1-2引導(dǎo)要恰切，環(huán)環(huán)相扣。1.6疊加定理理解線性電路的疊加性；掌握疊加定理的應(yīng)用。重點(diǎn)：疊加定理難點(diǎn)：線性電路的疊加性講授法復(fù)習(xí)提問基爾霍夫定律引入新課由線性電路引入講授新課疊加定理：在多個電源同時(shí)作用的線性電路中，任何支路的電流或任意兩點(diǎn)間的電壓，都是各個電源單獨(dú)作用時(shí)所得結(jié)果的代數(shù)和。疊加定理是線性電路具有的重要性質(zhì)，利用疊加定理進(jìn)行電路分析時(shí)，必須注意如下幾個方面的問題。（1）各個電源分別單獨(dú)作用是指獨(dú)立電源，而不包括受控源，在用疊加定理分析電路時(shí)，獨(dú)立電源分別單獨(dú)作用時(shí)，受控源

23、一直在每個分解電路中存在；（2）獨(dú)立電流源不作用，在電流源處相當(dāng)于開路；獨(dú)立電壓源不作用，在電壓源處相當(dāng)于短路。（3）線性電路中電流和電壓一次性函數(shù)可以疊加，但由于功率不是電壓或電流的一次性函數(shù)，所以功率不能采用疊加定理。（4）疊加定理使用時(shí)，各分電路中的電壓和電流的參考方向可以取為與原電路中的相同。取疊加時(shí)，應(yīng)注意各分量前的“+”、“”符號。Eg. 用疊加原理求：I= ?+-I4A20V10W10W10W解：20V電壓源單獨(dú)作用時(shí)：I4A10W10W10W4A電流源單獨(dú)作用時(shí)：+-I20V10W10W10W反饋練習(xí)19課堂小結(jié)疊加定理是線性電路的一個重要特性。在使用疊加定理時(shí)必須注意：每個獨(dú)

24、立電源單獨(dú)作用時(shí)，其它獨(dú)立電源應(yīng)為零值，即獨(dú)立電壓源為零是短路，獨(dú)立電流源為零是開路；分別單獨(dú)作用是獨(dú)立電源，而受控源一直在各個單獨(dú)獨(dú)立電源作用的電路中存在；功率不能疊加。布置作業(yè)1-3根據(jù)作業(yè)情況可以看出，同學(xué)們掌握良好。第 2 章 正弦交流電路了解單相交流電路中的幾個基本概念；掌握正弦量的基本特征及相量表示法；理解和掌握R、L、C三大基本元件的伏安關(guān)系；掌握多元件組合電路的簡單分析與計(jì)算方法；了解提高功率因數(shù)的意義和方法；理解有功功率、無功功率及視在功率的概念。重點(diǎn)：運(yùn)用相量圖法求解電路；在電路中各種功率的計(jì)算難點(diǎn)：運(yùn)用相量圖法求解電路；功率因數(shù)的理解與如何提高功率因數(shù)2.1單相交流電路的

25、基本概念 1課時(shí)2.2 交流電的相量表示法2課時(shí)2.3單一參數(shù)的正弦交流電路 2課時(shí)2.4多參數(shù)組合的正弦交流電路 2課時(shí)2.1單相交流電路的基本概念理解正弦交流電的周期、頻率和角頻率；理解正弦交流電的瞬時(shí)值、有效值和最大值；理解正弦交流電的相位、初相和相位差。重點(diǎn)：三要素與瞬時(shí)值表達(dá)式的對應(yīng)講授法引入新課與直流電比較引出講授新課一、正弦量（正弦交流電）1、正弦交流電：隨時(shí)間按正弦規(guī)律周期性變化的電流和電壓。2、正弦交流電的優(yōu)點(diǎn)：（引導(dǎo)學(xué)生得出部分結(jié)論）二、正弦交流電的三要素及數(shù)學(xué)表達(dá)式1、幾個概念：瞬時(shí)值；正弦交流電在任一瞬時(shí)的值。波形圖：正弦量隨時(shí)間變化的曲線。周期：正弦量變化一周所需的時(shí)

26、間。用T表示頻率：正弦量每秒周期性變化的次數(shù)。用f表示2、正弦交流電的瞬時(shí)值表達(dá)式：i =Imsin(t+)A其中Im為最大值，為角頻率，為初相位3、正弦量的三要素：（1）最大值： Im （Um，Em）（2）角頻率：數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)正弦函數(shù)輻角的增長值。（弧度/秒）= 2/T（3）初相位：相位：t+ （弧度）初相位：t=0時(shí)的相位 （弧度）要求掌握：三要素與瞬時(shí)值表達(dá)式及波形圖的對應(yīng)三要素瞬時(shí)值表達(dá)式波形圖三、相位差：兩個同頻率正弦量相位之差四、有效值：1、有效值：熱效應(yīng)與之相等的直流電流的數(shù)值。2、推導(dǎo)有效值和最大值的關(guān)系：直流：W=I2RT 交流：W=0Ti2Rdt=R0Ti2dt=R

27、0T（ImSint）2dt= RIm0T（1Cos2t）/2dt=R/2Im0T1dt0T（Cos2t）dt=1/2RTIm即：I2RT=1/2RTImI=Im/2反饋練習(xí)耐壓為220V的電容器，能否用在180V的正弦交流電源上？課堂小結(jié)本節(jié)介紹正弦交流電的基本特征布置作業(yè)2-1-12-1-2基本簡單，掌握良好。2.2 交流電的相量表示法掌握復(fù)數(shù)及其四則運(yùn)算；理解正弦交流電相量的概念；理解正弦交流電相量表示方法、相量圖。重點(diǎn)：正弦量的相量表示及運(yùn)算難點(diǎn)：相量運(yùn)算講授法引入新課正弦交流電直接計(jì)算帶來的麻煩引入講授新課一、復(fù)數(shù)1、復(fù)數(shù)的表示形式：（1）代數(shù)形式： A = a+jb（2）三角函數(shù)形式

28、： A = rCos+rSin（3）指數(shù)形式： ej = Cos+jSin A =ej（4）極坐標(biāo)形式：A = r2、復(fù)數(shù)運(yùn)算：（1）加減運(yùn)算 （代數(shù)形式） 若A1 = a1+b1 ，A2 = a2+b2則A1±A2 =（a1±a2）+j（b1±b2）（2）乘法運(yùn)算：（極坐標(biāo)形式）若A1 = r11 ，A2 = r22則 A1·A2 = r1r21+2（3）除法運(yùn)算：（極坐標(biāo)形式）若 A1 = r11 ，A2 = r22則 A1/A2 = r1/r21-23、旋轉(zhuǎn)因子：j ，-j （j =190°，-j=1-90°） A=r ，A&#

29、183;j=r+90°，A/j=r-90°二、相量1、相量：表示正弦量的復(fù)數(shù)。2、表示方法：復(fù)數(shù)的模正弦量的最大值（有效值）復(fù)數(shù)的輻角正弦量的初相位 舉例：i=82Sin（t+50°）A 最大值相量： 有效值相量：3、相量運(yùn)算： （同頻率正弦量才能加減運(yùn)算）（1）運(yùn)算完全符合復(fù)數(shù)運(yùn)算（2）相量圖：把相量在復(fù)平面上表示出來叫相量圖反饋練習(xí)相量等于正弦量的說法對嗎？正弦量的解析式和相量式之間能用等號嗎？課堂小結(jié)正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析應(yīng)用相量法。布置作業(yè)2-2-3腦子動起來了，很好。2.3單一參數(shù)的正弦交流電路了解三大基本電路元件在正弦交流電路中作用及相量模型；熟悉其伏安特

30、性和理解電抗的概念；掌握各種功率的概念。重點(diǎn)：R、L、C元件伏安關(guān)系的相量形式，及三種元件的功率難點(diǎn)：L、C元件伏安關(guān)系的相量形式講授法引入新課（開門見山）講授新課電路參數(shù)：R、L、C一、電阻電路關(guān)聯(lián)：任一瞬時(shí)u=iR，p=ui1、伏安關(guān)系：（1）瞬時(shí)關(guān)系：u=iR（2）相量關(guān)系：推導(dǎo)過程：設(shè)i=ImSint 則u=iR=ImRsint=UmSint總結(jié)：（1）U=IR （2）u、i同相位 （3）相同2、電阻電路的功率（1）瞬時(shí)功率（關(guān)聯(lián)）p=ui=UmSint·ImSint=2UI（Sint）2=UI（1-Cos2t）0（2）平均功率（有功功率、功率）： 一個周期內(nèi)電路所消耗功率的

31、平均值。P=1/T0Tuidt=1/T0TUI（1-Cos2t）dt =UI=I2R=U2/R二、電感電路1、伏安關(guān)系（1）瞬時(shí)關(guān)系 （關(guān)聯(lián)方向）分析i磁場磁通量儲存磁場能量-儲能元件u = -e =Ldi/dt分析-動態(tài)元件i=i0+1/Ludt分析-記憶性元件（2）相量關(guān)系：推導(dǎo)過程：設(shè)：i=ImSint則：u=Ldi/dt=Ld（ImSint）/dt=LImd（Sint）/dt=LImCost=LImSin（t+/2）=UmSin（t+/2）總結(jié)：（a）U=IL ，（b）相位u超前i /2 ，（c）u、i同頻率2、電感元件的功率（1）瞬時(shí)功率（關(guān)聯(lián)方向）（正弦交流電）p=ui設(shè)I=ImS

32、int，u=UmSin（t+/2）p=UmImSintCost=UISin2t（2）功率（平均功率，有功功率）P=1/T0Tpdt=1/T0TUISin2tdt=0（3）無功功率QL=ULIL=I2XL=U2/XL3、電感元件的儲能某一時(shí)刻的儲能WL=1/2Li20三、電容電路1、伏安關(guān)系（1）瞬時(shí)關(guān)系：加U極板電荷量電場儲存電場能量儲能元件i=dq/dt=Cdu/dt動態(tài)元件u=u0+1/C0tidt記憶性元件（2）相量關(guān)系：推導(dǎo)：設(shè)u=UmSint則i=Cdu/dt=CUmd（Sint）/dt=CUmCost=CUmSin（t+/2）=ImSin（t+/2）總結(jié)：（a）I=CU，或U=（1

33、/C）I（b）電流超前電壓90°。（c）u、I同頻率2、電容元件的功率（1）瞬時(shí)功率（關(guān)聯(lián)）（正弦交流電）p=ui設(shè)u=2Sint i=I2Sin（t+90°）p=ui=2UISintCost=UISin2t（2）功率（有功功率，平均功率）P=1/T0Tpdt=1/T0TUISin2tdt=0（3）無功功率Qc=UcIc=I2Xc=U2/Xc3、電容元件的儲能：瞬時(shí)儲能：Wc=1/2Cu20反饋練習(xí)1、電容元件在直流、高頻電路中如何？2、電感元件和電容元件有什么異同？課堂小結(jié)要求熟練掌握R、L、C元件伏安關(guān)系的相量形式，能正確畫出相量圖、相量模型，掌握三種元件的功率。布置作

34、業(yè)2-3-3重點(diǎn)講清元件在直流電路與正弦交流電路中的區(qū)別。2.4多參數(shù)組合的正弦交流電路熟悉多參數(shù)組合正弦交流電路的相量模型及其相量分析法；理解和掌握相量分析法的步驟；了解功率因數(shù)提高的意義和方法。重點(diǎn)：電路分析U、I、Z的關(guān)系，求解三種功率難點(diǎn)：u-i與、X、R綜合分析電路講授法復(fù)習(xí)提問3. 感抗與哪些因素有關(guān)？直流情況下感抗為多大？4. 純電容元件在交流電路中u與i的相位差為多少？5. 電源電壓不變，當(dāng)電路頻率變化時(shí)，通過電感元件的電流變不變？6. 感抗、容抗、電阻的相同之處？不同之處？7. u、i相位如何時(shí)電路只吸收有功功率？電路只吸收無功功率時(shí)u、i相位又如何？8. 無功功率是無用之功

35、嗎？引入新課純電阻、純電感、純電容電路實(shí)際上是不存在的，由實(shí)際元件構(gòu)成的實(shí)際電路，R、L、C3個參數(shù)往往共存。講授新課圖示R、L、C串聯(lián)的正弦交流電路模型：Ijw LR+U URUCULw C1 j一、電壓與電流之間的關(guān)系 設(shè)i=ImSint據(jù)KVL：u=uR+uL+uc而uR=Imsint ，uL=ImXLSin（t+90°） uc=ImXcSin（t-90°）得：相量式其中X=XL-XC電抗 ，Z=R+jX 復(fù)阻抗1、伏安關(guān)系的相量形式Z=R+jX=R+j（XL-XC）2、復(fù)阻抗Z=R+jX=|Z|其中|Z|=R2+X2 ，=arctgX/R， R=|Z|Cos ，X=

36、|Z|Sin|Z|，R，X構(gòu)成一個三角形-阻抗三角形。|Z|=U/I =（Uu）/Ii=U/Iu-i =|Z|=u-i0 ，u超前i0 ，u滯后i=0 ，u與I同相ULUC即XLXC，0 感性電路ULUC即XLXC，0 容性電路UL=UC即XL=XC，=0 阻性電路3、單一元件或兩元件串聯(lián)的阻抗R：Z=R ，L： Z=jXL， C： Z=-jXCRL： Z=R+jXL，RC： Z=R-jXC二、RLC串聯(lián)電路的功率1、瞬時(shí)功率 p=ui=（uR+uL+uC）I=uRi+uLi+uCi=pR+pL+pC2、平均功率 P=1/T0Tpdt=1/T0T（pR+pL+pC）dt=1/T0TpRdt=1

37、/T0TuRidt=URI=I2R=UR2/RP=URI=UICos ，Cos-功率因數(shù) ，-功率因數(shù)角3、無功功率QL=ULI QC=UCI總的無功功率Q=QL-QC=（UL-UC）I=UXI=XI2=UX2/XQ=UXI=UISin 0 ，0 感性電路0 ，0 容性電路=0 ，=0 阻性電路4、視在功率S=UI=U2/|Z|=I2|Z|5、功率三角形：P=UICos ，Q=UISin ，S=UIS=P2+Q2 ，P=Scos ，Q=SSinS、P、Q組成一個三角形-功率三角形 總結(jié)：對于任何復(fù)雜電路P=PK Q=QK SSK反饋練習(xí)1、有功功率、無功功率和視在功率及三者之間的數(shù)量關(guān)系如何？

38、2、若多參數(shù)串聯(lián)的正弦交流電路中出現(xiàn)了電壓、電流同相的情況，電路中將出現(xiàn)哪些情況？課堂小結(jié)重點(diǎn)及難點(diǎn)布置作業(yè)2-4-2關(guān)于相量的運(yùn)算同學(xué)們會感覺有點(diǎn)吃力，需要多加練習(xí)。第3章 三相交流電路掌握三相電源和三相負(fù)載兩種連接方式的特點(diǎn)；掌握對稱和不對稱三相電路的分析計(jì)算；掌握三相電路的功率及測量；了解發(fā)配電概況和安全用電的常識。重點(diǎn)：對稱三相電路在不同的連接方式下，電壓、電流的相值與線值之間的關(guān)系；對稱三相電路的分析和計(jì)算； 三相電路中線的作用難點(diǎn)：不對稱三相電路的計(jì)算3.1三相電源 2課時(shí)3.2 三相負(fù)載的連接和三相電路的計(jì)算 2課時(shí)3.1三相電源理解對稱三相交流電的概念及其表示方法；掌握三相電源

39、兩種連接方式的特點(diǎn)；了解三相四線制供電體系的優(yōu)越性。重點(diǎn)：三相電源兩種連接方式的特點(diǎn)難點(diǎn)：對稱三相電源的對稱關(guān)系講授法引入新課現(xiàn)代電力工程幾乎都采用三相四線制。三相交流供電系統(tǒng)在發(fā)電、輸電和配電方面都具有很多優(yōu)點(diǎn)，因此在生產(chǎn)和生活中得到了極其廣泛的應(yīng)用。講授新課一、 對稱三相交流電wNSXBYCZA定子轉(zhuǎn)子三相交流發(fā)電機(jī)示意圖1、 對稱三相交流電的產(chǎn)生：三相定子繞組對稱嵌放在定子鐵心槽中，轉(zhuǎn)子繞組通電后產(chǎn)生磁場，原動機(jī)帶動轉(zhuǎn)子饒軸旋轉(zhuǎn)，三相定子繞組與旋轉(zhuǎn)磁場相切割，感應(yīng)對稱三相電動勢。發(fā)電機(jī)感應(yīng)的對稱三相電壓分別為：uA=UmSint ，uB=UmSin（t-120°），uC=UmS

40、in（t+120°）2、對稱三相交流電的特點(diǎn)：大小相等，頻率相同，相位互差120º。4種描述：（1） 瞬時(shí)值表示式uA=UmSint ，uB=UmSin（t-120°），uC=UmSin（t+120°）（2） 波形圖u0TuAuBuCt（3） 相量表示式UCN（4） 相量圖120°120°120°UANUBN二、三相電源的星形（Y）連接方式（中線）或（零線）（火線）或（相線） （火線） （火線）三相四線制供電方式ACBNXYZuAuBuC火線：三相電源首端分別向外引出端線零線：三相電源尾端公共點(diǎn)向外引出端線三相電源Y接時(shí)可向

41、負(fù)載提供兩種電壓：相電壓UP、線電壓Ul相電壓：火線對零線間的電壓。uAN 、uBN 、uCN uAN=UA，uBN=UB ，uCN=UC ，三個相電壓顯然是對稱的。線電壓：火線對火線間的電壓。uAB 、uBC 、uCA三相電源Y接時(shí)線、相電壓之間的關(guān)系：-UBN-UCNUBC-UANUCAUAB線電壓與相電壓的通用關(guān)系表達(dá)式：顯然，三相電源Y接時(shí)三個線電壓也是對稱的。在日常生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，多數(shù)用戶的電壓等級為:結(jié)論：三相電源繞組作Y形連接時(shí)，可向負(fù)載提供兩種電壓。此種供電系統(tǒng)稱為三相四線制。三、三相電源的三角形（）連接方式顯然三相電源接時(shí)只能向負(fù)載提供一種電壓。三相電源接時(shí)，不允許首尾端

42、接反，否則將在三角形環(huán)路中引起大電流而致使電源過熱燒損。結(jié)論：三相電源繞組作形連接時(shí)，線電壓等于電源繞組的感應(yīng)電壓。此種供電系統(tǒng)稱為三相三線制。反饋練習(xí)三相電源繞組Y接，已知，寫出其余兩個線電壓及三個相電壓的解析式。課堂小結(jié)三相電源由3個大小相等、頻率相同，而相位各差120度的正弦交流電源組成供電系統(tǒng)。三相電源Y接構(gòu)成三相四線制供電系統(tǒng)，其最大優(yōu)越性是可向負(fù)載提供兩種不同的電壓。布置作業(yè)3-1-33-1-43-1-5掌握良好3.2三相負(fù)載及三相電路的計(jì)算理解對稱三相交流電的概念及其表示方法；掌握三相電源兩種連接方式的特點(diǎn)；了解三相四線制供電體系的優(yōu)越性。重點(diǎn)：三相電源兩種連接方式的特點(diǎn)難點(diǎn)：對

43、稱三相電源的對稱關(guān)系講授法復(fù)習(xí)提問1、 對稱三相交流電的特征？2、 三相四線制供電體制中，線、相電壓之間的大小關(guān)系及相位關(guān)系？引入新課（聯(lián)系實(shí)際引入）講授新課一、三相負(fù)載的Y形連接:ACB NZZZuAuB uC線電流 iCiBiA相電流 iN中線電流Y接負(fù)載的端電壓等于電源相電壓；Y接負(fù)載中通過的電流稱為相電流IP；火線上通過的電流稱為線電流Il；中線上通過的電流稱為中線電流IN，。各相負(fù)載中通過的電流分別為：1、對稱三相負(fù)載：顯然三相電源對稱、三相Y接負(fù)載也對稱的情況下，三相負(fù)載電流也是對稱的，此時(shí)中線電流。Eg.電源線電壓為380V，三相對稱負(fù)載Y接，Z=3+j4，求：各相負(fù)載中的電流及

44、中線電流。解：設(shè)根據(jù)對稱關(guān)系可得：結(jié)論：對稱三相電路的計(jì)算可歸結(jié)為一相電路計(jì)算，其它兩相根據(jù)對稱關(guān)系可直接寫出。2、不對稱三相負(fù)載：求解不對稱三相電路計(jì)算時(shí)，只要電路中有中線，就可把各相按照單相電路的分析方法分別計(jì)算，注意此時(shí)中線電流不為零。Eg.電源線電壓為380V，三相Y接照明負(fù)載均為“220V，40W”白熾燈50盞，求：A相開路，B相開25盞，C相燈全開時(shí)各相電流及中線電流。解：A相斷路，有中線，B、C相正常工作，電流分別為：中線是否可以去掉？關(guān)于中線的討論：（1）負(fù)載對稱時(shí)，答：Y形連接三相完全對稱時(shí)，零線可以取消。稱為三相三線制。若三相不對稱，能否去掉中線？（2）答：三相四線制Y接電

45、路（負(fù)載不對稱）中，中線不允許斷開！應(yīng)用實(shí)例：照明電路A.一組二組三組CBN正確接法:每組燈相互并聯(lián),然后分別接至各相電壓上。設(shè)電源電壓為：，則每盞燈上都可得到額定的工作電壓220V。討論：照明電路能否采用三相三線制供電方式？不加零線會不會出現(xiàn)問題？分析：如果三相照明電路的中線因故斷開，當(dāng)發(fā)生一相燈負(fù)載全部斷開時(shí)或一相發(fā)生短路，電路會出現(xiàn)什么情況？如果中線斷開，設(shè)A相燈負(fù)載又全部斷開，此時(shí)B、C兩相構(gòu)成串聯(lián)，其端電壓為電源線電壓380V。若B、C相對稱，各相端電壓為190V，均低于額定值220V而不能正常工作；若B、C相不對稱，則負(fù)載多（電阻小）的一相分壓少而不能正常發(fā)光，負(fù)載少（電阻大）的一

46、相分壓多則易燒損。如果中線斷開，設(shè)又發(fā)生A相短路，此時(shí)B、C相都會與短接線構(gòu)成通路，兩相端電壓均為線電壓380V，因此B、C相由于超過額定值而燒損。結(jié)論：中線的作用在于，使星形連接的不對稱負(fù)載得到相等的相電壓。為了確保零線在運(yùn)行中不斷開，其上不允許接保險(xiǎn)絲也不允許接刀閘。反饋練習(xí)某設(shè)備采用三相三線制供電，當(dāng)斷開其中一相時(shí)，能否認(rèn)為是兩相供電了？課堂小結(jié)關(guān)于中線的結(jié)論布置作業(yè)3-2-3Good.3.3三相電路的功率掌握三相電路中各種功率的概念；了解發(fā)配電概況。重點(diǎn)：二瓦計(jì)法測三相三線制的功率難點(diǎn)：如何利用功率計(jì)算部分不對稱三相電路的計(jì)算問題講授法復(fù)習(xí)提問三相負(fù)載兩種連接方式的特點(diǎn)？引入新課（聯(lián)系

47、實(shí)際引入）講授新課一、對稱三相電路的功率對稱三相電路的有功功率，無功功率和復(fù)功率均為某一相對應(yīng)功率的3倍。它們可用相電壓，相電流計(jì)算，也可用線電壓，線電流計(jì)算。式中：為相電壓、相電流，為線電壓、線電流，是一相的功率因數(shù)，也是對稱三相電路的功率因素。二、不對稱三相電路的功率不對稱三相電路的有功功率，無功功率和復(fù)功率均為每相對應(yīng)功率之和三、三相功率的測量（1）對稱三相四線制電路可只用一個功率表測量三相功率；不對稱三相四線制電路應(yīng)用三個功率表測量三相功率。（2）三相三線制電路不管是否對稱均采用二瓦計(jì)法測量三相功率二瓦計(jì)法是指兩個功率表的電流線圈分別串入兩端線中，它們的電壓線圈的非電源端共同接到非電壓

48、線圈的非電流線圈所在的第3條端線上。三相負(fù)載的平均功率為兩只功率表讀數(shù)之和：反饋練習(xí)如何用兩個瓦特表測三相電路的功率？課堂小結(jié)三相電路實(shí)質(zhì)上是復(fù)雜正弦電流電路，因此，正弦交流電流電路的分析方法完全適用于三相電路。專門研究三相電路，是由于它是正弦交流電路的一種特殊類型。(1) 特殊的電源。三相電源由3個振幅、頻率相同，而相位各差120度的正弦交流電源組成供電系統(tǒng)。(2) 特殊的負(fù)載。三相電路負(fù)載由A，B，C相的負(fù)載組成，每一部分稱一相負(fù)載。當(dāng)三相負(fù)載相等時(shí)，稱對稱三相負(fù)載。(3) 特殊的連接方式。三相電源和三相負(fù)載以Y形或形兩種方式連接。(4) 特殊的計(jì)算方法。由對稱三相電源和對稱負(fù)載組成的對稱

49、三相電路具有一些特殊的規(guī)律性，利用這些規(guī)律性，得出對稱三相電路歸為一相負(fù)載計(jì)算的簡便分析方法?？傊プ∪嚯娐返奶厥庑?，對計(jì)算分析對稱三相電路的電壓、電流和功率問題是很有幫助的。布置作業(yè)3-3-5本章同學(xué)們學(xué)得不錯，從聽課的狀態(tài)以及學(xué)習(xí)效果都很好。原因有以下可能：1、老師備課及講授時(shí)都覺得趣味十足；2、這部分內(nèi)容與實(shí)際生活聯(lián)系較密切。第4章 磁路和變壓器了解鐵磁材料的磁性能及用途；理解磁路歐姆定律，掌握主磁通原理；了解變壓器的基本結(jié)構(gòu)組成；掌握變壓器的工作原理；了解實(shí)用中常用變壓器的種類及其用途。重點(diǎn)：磁路歐姆定律、主磁通原理；變壓器的結(jié)構(gòu)組成、變壓器的工作原理難點(diǎn)：磁路歐姆定律和主磁通原理的分析應(yīng)用；變壓器變換電壓、變換電流、變換阻抗作用的理解4.1磁路2課時(shí)4.2 變壓器的工作原理 2課時(shí)4.1磁路了解鐵磁材料的磁性能及用途；理解磁路歐姆定律；掌握主磁通原理重點(diǎn)：磁路歐姆定律；主磁通原理難點(diǎn)：磁路歐姆定律和主磁通原理的分析應(yīng)用講授法引入新課實(shí)際電路中有大量電感元件的線圈中有鐵心。線圈通電后鐵心就構(gòu)成磁路，磁路又影響電路。因此電工技術(shù)不僅有電路