邱關(guān)源電路教案(12次課)

1、電氣與信息工程系教案課程名稱電路院 系電氣與信息工程系班級、層次任課教師職務(wù)助教授課方式理論+實踐學(xué)時2授課題目（章，節(jié)）緒論（簡介電路理論）§1-1 電路和電路模型§1-2 電流和電壓的參考方向基本教材(或主要參考書)電路邱關(guān)源第五版教學(xué)目的與要求：1.知識與技能目標：了解電路和電路模型的概念及組成，掌握電流和電壓的參考方向及關(guān)聯(lián)參考方向的概念和應(yīng)用。2.過程與方法目標：培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、動手能力、利用所學(xué)知識解決實際問題的能力。3.情感目標：激發(fā)學(xué)生對電氣相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)熱情。教學(xué)重點與難點：重點：1.電路與電路模型；2.電流和電壓的參考方向。難點：1.電流和電壓的

2、參考方向；2.關(guān)聯(lián)參考方向。教學(xué)過程設(shè)計：1. 自我介紹2. 課程介紹3. 教學(xué)要求4. 導(dǎo)入新課5. 小結(jié)與作業(yè)教學(xué)方法及手段：講述法、演示法、發(fā)現(xiàn)法、討論法第 1 次課 授課時間 （教案續(xù)頁）講授與指導(dǎo)內(nèi)容講課、互動內(nèi)容設(shè)計課時分配備注1.自我介紹2.課程介紹：（1）電路課的地位與作用； （2）電氣工程及其自動化專業(yè)介紹及就業(yè)方向。3.授課內(nèi)容與學(xué)時分配：理論（36學(xué)時），試驗是（12學(xué)時）4.考核方式：平時成績（40分），考試成績（60分）第一章 電路模型和電路定律§1-1 電路和電路模型一、實際電路1.定義:為了某種需要，由電路部件（例如：電阻器、蓄電池等）和電路器件（例如：

3、晶體管、集成電路等）相互連接而成的電流通路裝置。2實際電路舉例3.實際電路的主要作用：（1）電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換（2）傳遞和處理信號4.基本概念：（1）激勵：電源或信號源產(chǎn)生的電壓或電流，也稱為輸入。（2）響應(yīng)：由激勵在電路各部分產(chǎn)生的電壓和電流，也稱為輸出。（3）電路分析：在已知電路結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)的條件下，討論電路激勵和響應(yīng)之間的關(guān)系。（4）電路理論：研究電路中發(fā)生的電磁現(xiàn)象，并用電流、電荷、電壓、磁通等物理量描述其過程。注意：電路理論主要是計算電路中各部件、器件的端子電流和端子間的電壓，一般不涉及內(nèi)部發(fā)生的物理過程。本書討論的電路不是實際電路，而是其電路模型。（因為實際電路形式多樣而且復(fù)

4、雜，為了便于分析和計算常把實際電路抽象成電路模型）二、電路模型1.概念：實際電路的電路模型是由理想電路元件相互連接而成的電路。2.理想電路元件：有某種確定的電磁性能的假想元件，具有精確的數(shù)學(xué)定義。3.5種理想電路元件主要有：（1）電阻元件R：表示消耗電能的元件。 電路符號 特點：只消耗電能，既不能貯藏電能，也不貯藏磁能。（2）電感元件L：表示產(chǎn)生磁場，儲存磁場能量的元件 電路符號 特點：只貯藏磁能，既不消耗電能，也不貯藏電能。（3）電容元件C：表示產(chǎn)生電場，儲存電場能量的元件。電路符號 特點：只貯藏電能，不消耗電能，也不貯藏磁能。（4）電源元件：表示將其他形式的能量轉(zhuǎn)變成電能的元件。 a.電壓

5、源 b.電流源注意：5種基本理想電路元件有三個特征： （a）只有兩個端子； （b）可以用電壓或電流按數(shù)學(xué)方式描述； （c）不能被分解為其他元件。4.實際電路與電路模型組成：電源、負載、中間環(huán)節(jié)例：手電筒 三.建模：1.概念：用理想電路元件或他們的組合模擬實際器件。2.舉例 直流模型 較低頻率模型 較高頻率模型注意：a.必須考慮工作條件，并按不同的精度要求把給定工作情況下的主要物理功能反應(yīng)出來。b.不同的實際電路部件，只要具有相同的主要電磁性能，在一定條件下可用同一個模型表示。3.結(jié)論：a.在不同的條件下，同一實際器件可能采用不同的模型；b.模型對電路的分析結(jié)果有很大的影響，模型取得復(fù)雜會造成分

6、析困難，取得簡單不足以反映所求解的真實情況。四、學(xué)習(xí)本課程需注意的幾個問題1電路一般是指由理想電路元件構(gòu)成的抽象電路或電路模型，而非實際電路；2.理想電路元件簡稱為電路元件；3.本書的“網(wǎng)絡(luò)”（network）和“電路”（circuit）將不加區(qū)別地被引用；4.在本書中，隨時間變化的物理量一般用小寫字母表示，如u(u(t)、i(i(t)、q(q(t)等。不隨時間變化的物理量一般用大寫字母表示，如U、I、Q等。5.本書所涉及的主要內(nèi)容是電路分析，探討電路的基礎(chǔ)定律和定理，討論各種計算方法，為學(xué)習(xí)電氣工程技術(shù)、電子和信息工程技術(shù)等建立必要的理論基礎(chǔ)。§1-2 電流和電壓的參考方向電路中的

7、主要涉及的物理量有電壓、電流、電荷、磁鏈、能量、電功率等。在線性電路分析中人們主要關(guān)心的物理量是電流、電壓和功率。在進行電路分析時，必須在電路圖上指出電壓和電流的方向，才能正確列出方程。一、電流的參考方向1.電流：帶電粒子有規(guī)則的定向運動。2.電流強度：單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量。t時刻導(dǎo)體中的電流強度如果電荷不隨時間而變化，這種電流稱為直流電流。3.單位：、。4.電流的方向：規(guī)定正電荷的運動方向為電流的實際方向 元件(導(dǎo)線)中電流流動的實際方向只有兩種可能: 在簡單電路中，電流的實際方向不難判斷；但是，復(fù)雜電路或電路中的電流隨時間變化時，其電流的實際方向往往很難事先判斷。為了分析電路的

8、方便，故引入了參考方向。5.電流的參考方向：人為的假定。（為了分析電路方便） 相同 6.電流的參考方向與實際方向的關(guān)系： 相反 注：選定了參考方向以后，電流有了正負之分，成為一個代數(shù)量。7.電流參考方向的兩種表示方法：（1）箭頭：箭頭的指向為電流的參考方向。 （2）雙下標：如 , 電流的參考方向由A指向B。 二、電壓的參考方向1.電壓：兩點之間的電位之差。2.電壓的實際正方向：由高電位指向低電位，即電位真正降低的方向。3.電壓的參考方向：人為的假定，假設(shè)的電位降低方向。 相同 4.電壓的參考方向與實際方向的關(guān)系： 相反 5.電壓參考方向的三種表示方法：(1) 用箭頭表示(2) 用雙下標表示 (

9、3) 用正負極性表示 6.電壓的單位：、；三、關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向 非關(guān)聯(lián)參考方向我們在分析電路時，一般采用關(guān)聯(lián)參考方向。若選取關(guān)聯(lián)參考方向，只需標出一種參考方向即可。大家想一想為什么要學(xué)習(xí)電路課？今后本專業(yè)可以的就業(yè)方向。從實際中舉兩三個實例，總結(jié)出實際電路的主要作用：（1）電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換；（2）傳遞和處理信號。 依據(jù)電路模型和理想電路元件的概念，給出五中常用的理想電路元件，并總結(jié)出他們各自的特點和共同特征。進一步引出本節(jié)課的主要內(nèi)容之一實際電路與電路模型。利用PPT演示實際電路圖的方式引入新課本節(jié)中的重點和難點內(nèi)容，講解完理論后會有課堂練習(xí)進行鞏固。1分鐘6分鐘 2分鐘16分鐘

10、20分鐘第一節(jié)課完 8分鐘 2分鐘15分鐘10分鐘10分鐘 第二節(jié)課完（教案末頁）小 結(jié)本次課是電路課程的第一次授課，通過緒論部分的講解，我們對電路這門課程的授課和考核方式有了基本的了解。本節(jié)課主要介紹了電路和電路模型的概念及組成；電流和電壓的參考方向及關(guān)聯(lián)參考方向的概念和應(yīng)用。其中電流和電壓的參考方向既是本節(jié)課的重點也是本節(jié)課程的難點，同學(xué)們課后一定要認真做作業(yè)，讓本節(jié)課的內(nèi)容得到更好的理解和鞏固。復(fù) 習(xí) 思 考題，作業(yè)題復(fù)習(xí)要點：1.電路吸收或發(fā)出功率的判斷（重點） 2.理想電壓源（重點） 3.理想電流源（重點）思考題：1電路吸收或發(fā)出功率的判斷標準？2電壓源和電流源在實際應(yīng)用中的注意事項

11、？作業(yè): p25 練習(xí)題1-1 實施情況及分析 電氣與信息工程系教案課程名稱電路院 系電氣與信息工程系班級、層次13電氣（本）2任課教師史云玲職務(wù)助教授課方式理論+實踐學(xué)時2授課題目（章，節(jié)）§1-3 電功率和能量 §1-4 電路元件§1-5 電阻元件 §1-6 電壓源和電流源基本教材(或主要參考書)電路邱關(guān)源第五版教學(xué)目的與要求：1.知識與技能目標：了解電功率、電流源、電壓源的概念，掌握電功率的計算、電阻元件的約束條件和電壓源模型。2.過程與方法目標：培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、動手能力、利用所學(xué)知識解決實際問題的能力。3.情感目標：激發(fā)學(xué)生對電氣相關(guān)專業(yè)課程

12、的學(xué)習(xí)熱情。教學(xué)重點與難點：重點：1.電路吸收或發(fā)出功率的判斷 2.理想電壓源 3.理想電流源難點:1.電路吸收或發(fā)出功率的判斷教學(xué)過程設(shè)計：1. 知識回顧2. 講授新課3. 小結(jié)與作業(yè)教學(xué)方法及手段：講述法、演示法、發(fā)現(xiàn)法、討論法第 2 次課 授課時間 2014.08.28 （教案續(xù)頁）講授與指導(dǎo)內(nèi)容講課、互動內(nèi)容設(shè)計課時分配備注§1-3 電功率和能量一、電功率（）1、定義：單位時間內(nèi)電場力所做的功。2、大?。?單位：W3、電路吸收或發(fā)出功率的判斷（1）u, i 取關(guān)聯(lián)參考方向： 吸收正功率 (實際吸收) 表示元件吸收的功率 吸收負功率（實際發(fā)出） （2）u, i 取非關(guān)聯(lián)參考方向

13、： 發(fā)出正功率 (實際發(fā)出) 表示元件發(fā)出的功率 發(fā)出負功率（實際吸收）4.判斷一個元件是吸收還是發(fā)出功率時，也可用以下的方法：（1）電壓U和電流I的實際方向一致，元件實際吸收功率。（2）電壓U和電流I的實際方向相反，元件實際發(fā)出功率。例1：方框代表電源或負載，電流和電壓的參考方向如圖所示。（1）標出各電流的實際方向和極性。（2）判斷哪幾個方框是電源，哪幾個方框是負載。（3）檢驗其功率是否平衡？解：如圖所示。1、4為電源，2、3為負載。，經(jīng)檢驗，功率平衡。注：對一完整的電路，發(fā)出的功率消耗的功率二、能量 單位：J §1-4 電路元件一、集總電路1、集總元件：在任何時刻，流入二端元件的

14、一個端子的電流一定等于從另一端子流出的電流，兩個端子之間的電壓為單值量。 當(dāng)構(gòu)成電路的器件以及電路本身的尺寸遠小于電路工作時的電磁波的波長，或者說電磁波通過電路的時間可認為是瞬時的，這種理想電路元件稱為集總元件或集總參數(shù)元件。2、集總電路：由集總元件構(gòu)成的電路稱為集總電路。例1：日光燈，50Hz工頻情況下，電磁波長為6000公里，日光燈電路為集總電路，同樣的波長對于遠距離傳輸線來說，就是非集總電路。例2：收音機收聽北京音樂臺FM97.4MHz，取近似值100MHz，電磁波波長=? C = ·f=3米 電路為非集總路。二、電路元件的分類1、按與外部連接的端子數(shù)目：二端元件、三端元件、四

15、端元件；2、從是否源分：有源元件、無源元件；3、從性質(zhì)關(guān)系：線性元件、非線性元件；4、和時間關(guān)系：時變元件、時不變元件。§1-5 電阻元件一、電阻元件1、電路符號: 2、 之間的約束關(guān)系：滿足歐姆定律：即 （、取關(guān)聯(lián)參考方向） 伏安特性 稱為電導(dǎo)，單位： S(西門子) 注：若、取非關(guān)聯(lián)參考方向，則有：，二、功率和能量1、功率 （ 吸收功率）注：上述結(jié)果說明電阻元件在任何時刻總是消耗功率的。2、能量從 到電阻消耗的能量：三、 電阻的開路與短路1、短路：， 伏安特性2、開路：， 伏安特性四、非線性電阻元件 伏安特性§1-6 電壓源和電流源一、電壓源1、定義：其端電壓總能保持定值

16、或一定的時間函數(shù)關(guān)系的元件。2、電路符號： 3、電壓源的電壓、電流關(guān)系（1）電源兩端的電壓由電源本身決定，與外電路和流經(jīng)它的電流大小無關(guān)。（2）通過電壓源的電流由外電路決定。 注意：電壓源不能短路。4、電壓源的功率電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)時，電壓源發(fā)出的功率為：二、電流源1、定義：輸出電流總能保持定值或一定的時間函數(shù)關(guān)系的元件。2、電路符號： 3、電流源的電壓、電流關(guān)系（1）電流源的輸出電流由電源本身決定；與外電路無關(guān)，與它兩端電壓無關(guān)。（2）電流源的電壓由外電路決定。 注意：電流源不能開路！4、電流源的功率電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)時，電流源發(fā)出的功率為：例：電路如圖所示。求：（1）電流源的端電壓u和電壓源的電流i。（2）求兩電源的功率。用復(fù)習(xí)提問的方式導(dǎo)入新課此處為本次課程的重點和難點內(nèi)容，講解完基本原理后，安排相應(yīng)的隨堂練習(xí)幫助同學(xué)們理解此難點。20分鐘3分鐘5分鐘6分鐘10分鐘9分鐘