09級(jí)高專(zhuān)電工弟子技術(shù)第一二周教案

!天津市公用技工學(xué)校教案紙 第1頁(yè)教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容裝第一章直流電路第一節(jié) 電路及電路模型一、電路的基本組成.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(lái)的總體，為電流的流通提供了路徑。 .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（如電池、發(fā)電機(jī)等）。（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(kāi)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(lái)（如各種銅、鋁電纜線等）。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(guò)，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(kāi)路（斷路）：電路中沒(méi)有電流通過(guò)，又稱(chēng)為空載狀態(tài)。⑶短路（捷路）：電源兩端的導(dǎo)線直接相連接，輸出電流過(guò)大對(duì)電源來(lái)說(shuō)屬于嚴(yán)重過(guò)載，如沒(méi)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

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容二、電路模型（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(jiǎn)稱(chēng)為電路圖。例如，圖1-2所示的S1丁認(rèn)電磁特性的理想元件（模型）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來(lái)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。

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容第二節(jié) 電路的基本物理量及電氣設(shè)備的額定值一、電流的基本概念電路中電荷沿著導(dǎo)體的定向運(yùn)動(dòng)形成電流，其方向規(guī)定為正電荷流動(dòng)的方向(或負(fù)電荷流動(dòng)的反方向)，其大小等于在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量，稱(chēng)為電流強(qiáng)度(簡(jiǎn)稱(chēng)電流)，用符號(hào)I或1仕)表示，討論一般電流時(shí)可用符號(hào)i。設(shè)在t=「*時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量為Aq=q2-qi,則在 t時(shí)間內(nèi)的電流強(qiáng)度可用數(shù)學(xué)公式表示為詢(xún))=AqAt式中，t為很小的時(shí)間間隔，時(shí)間的國(guó)際單位制為秒(s),電量q的國(guó)際單位制為庫(kù)侖(C)。電流i(t)的國(guó)際單位制為安培(A)。常用的電流單位還有毫安mA、微安|1A、千安kA等，它們與安培的換算關(guān)系為1mA=10-3A； 1A=10-6A； 1kA=103A二、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(guò)導(dǎo)體橫截面的電量相等，則稱(chēng)之為穩(wěn)恒電流或恒定電流，簡(jiǎn)稱(chēng)為直流(DirectCurrent),記為DC或dc,直流電流要用大寫(xiě)字母I表示。1=A=Q=常數(shù)Att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。三、交流電流如果電流的大小及方向均隨時(shí)間變化，則稱(chēng)為變動(dòng)電流。對(duì)電路分析來(lái)說(shuō)，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(jiǎn)稱(chēng)為交流(Alternatingcurrent),記為AC或ac,交流電流的瞬時(shí)值要用小寫(xiě)字母i或i⑴表示。裝線

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容四、電壓.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(jiǎn)稱(chēng)為電壓），其大小等于單位正電荷因受電場(chǎng)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(guó)際單位制為伏特（V）,常用的單位還有毫伏血⑺、微伏/V）、千伏（kV）等，它們與伏特的換算關(guān)系為mV=103V； 1。=106V； 1kV=103V.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(chēng)之為穩(wěn)恒電壓或恒定電壓，簡(jiǎn)稱(chēng)為直流電壓，用大寫(xiě)字母U表示。如果電壓的大小及方向隨時(shí)間變化，則稱(chēng)為變動(dòng)電壓。對(duì)電路分析來(lái)說(shuō)，一種最為重要的變動(dòng)電壓是正弦交流電壓（簡(jiǎn)稱(chēng)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(xiě)字母u或u（t）表示。五、電動(dòng)勢(shì)衡量電源的電源力大小及其方向的物理量叫做電源的電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)勢(shì)通常用符號(hào)E或6仕）表示無(wú)表示大小與方向都恒定的電動(dòng)勢(shì)（即直流電源的電動(dòng)勢(shì)），0件）表示大小和方向隨時(shí)間變化的電動(dòng)勢(shì)，也可簡(jiǎn)記為e。電動(dòng)勢(shì)的國(guó)際單位制為伏特，記做V。電動(dòng)勢(shì)的大小等于電源力把單位正電荷從電源的負(fù)極，經(jīng)過(guò)電源內(nèi)部移到電源正極所作的功。如設(shè)W為電源中非靜電力（電源力）把正電荷量q從負(fù)極經(jīng)過(guò)電源內(nèi)部移送到電源正極所作的功，則電動(dòng)勢(shì)大小為E=Wq電動(dòng)勢(shì)的方向規(guī)定為從電源的負(fù)極經(jīng)過(guò)電源內(nèi)部指向電源的正極，即與電源兩端電壓的方向相反。裝訂線天津市公用技工學(xué)校教案紙 第5頁(yè)教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容裝訂1iiiiiiiiiiiiii六、電氣設(shè)備的額定值為了使電氣設(shè)備在工作中的溫度不超過(guò)最高工作溫度，通過(guò)它的最高容許電流就必須有一個(gè)限制。通常把這個(gè)限定電流值稱(chēng)為該電氣設(shè)備的額定電流，用IN表示。因此，額定電流是電氣設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作的最大容許電流。電氣設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作的電流，不應(yīng)超過(guò)它的額定電流，否則電氣設(shè)備將因發(fā)熱而縮短壽命甚至被燒毀。加在電氣設(shè)備上的電壓，是對(duì)電氣設(shè)備的電流有重要影響的因素。因此，電氣設(shè)備工作時(shí)對(duì)電壓也有一定的限額，這個(gè)電壓的限額成為電氣設(shè)備的額定電壓，用UN表示。在直流電路中，額定電壓和額定電流的乘積就是用電設(shè)備的額定功率，用PN表示，即PN—INUN。額定電流、額定電壓、額定電功率通常稱(chēng)為額定值。電氣設(shè)備和電路元器件的額定值常常標(biāo)在銘牌上或打印在外殼上。iiiiiiiiiiiii線教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容第三節(jié) 電路的三種工作狀態(tài)一、負(fù)載工作狀態(tài)如圖1-12所示，把開(kāi)關(guān)S閉合，電路便處于有載工作狀態(tài)。此時(shí)電路有下列特征：⑴電路中的電流為⑵電源的端電壓為上式稱(chēng)為“全電路歐姆定律”，該式表明：電源的端電壓U1總是小于電源的電動(dòng)勢(shì)E。兩者之差等于電流在電源內(nèi)阻上產(chǎn)生的壓降。電流越大，則端電壓下降得就越多。若忽略線路上的壓降，則負(fù)載兩端的電壓U2等于電源的端電壓U1,即U2=U1⑶電源的輸出功率為上式表明，電源的電動(dòng)勢(shì)發(fā)出的功率EI減去電源內(nèi)阻上的消耗RiI2,才是供給負(fù)載的功率，顯然，負(fù)載所吸取的功率為二、空載運(yùn)行狀態(tài)空載運(yùn)行狀態(tài)又稱(chēng)斷路或開(kāi)路狀態(tài)，它是電路的一個(gè)極端運(yùn)行狀態(tài)。如圖1—13所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)或連線斷開(kāi)時(shí)，電源和負(fù)載未構(gòu)成閉合電路，就會(huì)發(fā)生這種狀態(tài)，這時(shí)外電路所呈現(xiàn)的電阻對(duì)電源來(lái)說(shuō)是無(wú)窮大，此時(shí)⑴電路中的電流為零，即1=0。⑵電源的端電壓等于電源的恒定電壓，即⑶電源的輸出功率P1和負(fù)載所吸收的功率P2均為零，即三、短路狀態(tài)當(dāng)電源的兩輸出端由于某種原因相接觸時(shí)，會(huì)造成電源被直接短路的情況，如圖1-14所示，它是電路的另一個(gè)極端運(yùn)行狀態(tài)。裝線

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容當(dāng)電源短路時(shí)，外電路所呈現(xiàn)出的電阻可視為零，故電路具有下列特征：⑴電源中的電流為此電流稱(chēng)為短路電流。在一般供電系統(tǒng)中，因電源的內(nèi)電阻Ri很小，故短路電流IS很大。⑵因負(fù)載被短路，電源端電壓與負(fù)載電壓均為零，即就是說(shuō)電源的恒定電壓與電源的內(nèi)阻電壓相等，方向相反，麗無(wú)輸出電壓。⑶負(fù)載吸收的功率P2=0電源提供的輸出功率這時(shí)電源發(fā)出的功率全部消耗在內(nèi)阻上，這將導(dǎo)致電源的溫度急劇上升，有可能燒毀電源或由于電流過(guò)大造成設(shè)備損壞，甚至引起火災(zāi)。為了防止此現(xiàn)象的發(fā)生，可在電路中接入熔斷器等短路保護(hù)電器。裝線

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容第四節(jié)基爾霍夫定律一、常用電路名詞以圖所示電路為例說(shuō)明常用電路名詞。.支路：電路中具有兩個(gè)端鈕且通過(guò)同一電流的無(wú)分支電路。如圖電路中的ED、AB、FC均為支路，該電路的支路數(shù)目為b=3。.節(jié)點(diǎn)：電路中三條或三條以上支路的聯(lián)接點(diǎn)。如圖電路的節(jié)點(diǎn)為A、B兩點(diǎn)，該電路的節(jié)點(diǎn)數(shù)目為n=2。.回路：電路中任一閉合的路徑。如圖電路中的CDEFC、AFCBA、EABDE路徑均為回路，該電路的回路數(shù)目為l=3。.網(wǎng)孔：不含有分支的閉合回路。如圖電路中的AFCBA、EABDE回路均為網(wǎng)孔，該電路的網(wǎng)孔數(shù)目為m=2。.網(wǎng)絡(luò)：在電路分析范圍內(nèi)網(wǎng)絡(luò)是指包含較多元件的電路。4 A p片-r G丁川4TD B C二、基爾霍夫電流定律(節(jié)點(diǎn)電流定律)1.電流定律(KCL)內(nèi)容電流定律的第一種表述：在任何時(shí)刻，電路中流入任一節(jié)點(diǎn)中的電流之和，恒等于從該節(jié)點(diǎn)流出的電流之和，即zI流入=zI流出例如圖中，在節(jié)點(diǎn)A上：I1 I3=I2 I4 I5電流定律的第二種表述：在任何時(shí)刻，電路中任一節(jié)點(diǎn)上的各支路電流代數(shù)和恒等于零，即Zi=0一般可在流入節(jié)點(diǎn)的電流前面取“+”號(hào)，在流出節(jié)點(diǎn)的電流前面取“「號(hào)，反之亦可。例如圖中，在節(jié)點(diǎn)A上：I1-I2+I3-I4-I5=0。裝線

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容V..(1)對(duì)于含有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路，只能列出(n1)個(gè)獨(dú)立的電流方程。(2)列節(jié)點(diǎn)電流方程時(shí)，只需考慮電流的參考方向，然后再帶入電流的數(shù)值。為分析電路的方便，通常需要在所研究的一段電路中事先選定(即假定)電流流動(dòng)的方向，叫做電流的參考方向，通常用“一”號(hào)表示。電流的實(shí)際方向可根據(jù)數(shù)值的正、負(fù)來(lái)判斷，當(dāng)I>0時(shí)，表明電流的實(shí)際方向與所標(biāo)定的參考方向一致；當(dāng)I<0時(shí)，則表明電流的實(shí)際方向與所標(biāo)定的參考方向相反。裝線

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容2.KCL的應(yīng)用舉例(1)對(duì)于電路中任意假設(shè)的封閉面來(lái)說(shuō)，電流定律仍然成立。如圖中，對(duì)于封閉面S來(lái)說(shuō)，有I+I=I。(2)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)(電路)之間的電流關(guān)系，仍然可由電流定律判定。如圖中，流入電路B中的電流必等于從該電路中流出的電流。(3)若兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間只有一根導(dǎo)線相連，那么這根導(dǎo)線中一一定沒(méi)有電流通過(guò)。(4)若一個(gè)網(wǎng)絡(luò)只有一根導(dǎo)線與地相連，那么這根導(dǎo)線中一一定沒(méi)有電流通過(guò)。Ri/■_ ?-、―0——次f￡ A4，二'、8B1互丁島: |電路| 」?r /r電路:V /、/、一「【例】如圖所示電橋電路，已知11=25mA,I3=16mA,I4=求其余電阻中的電流12、I5、16。12A,試解：在節(jié)點(diǎn)a上： I1=I2+I3,則I2=I1—13=25--16=9mA在節(jié)點(diǎn)d上： I1=I4+I5,則UI5=I1-14=25-12=13mA在節(jié)點(diǎn)b上： 『『L，則I6=I2-I5=9-13=-4mA工文R力X”—裝訂線

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容三、基夫爾霍電壓定律(回路電壓定律).電壓定律(KVL)內(nèi)容在任何時(shí)刻，沿著電路中的任一回路繞行方向，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零，即EU=0以圖3-6電路說(shuō)明基夫爾霍電壓定律。沿著回路abcdea繞行方向，有Uac=Uab+Ubc=RiIi+E1，Ue=Ud+Ude=RL一E2，R3^則 Uac+Uce+Uea=0即 Y+E；_R2I2-Ea+R3i3=o上式也可寫(xiě)成 11 1 22 2 33R1I1—R2I2+R3I3——E1+E2對(duì)于電阻電路來(lái)說(shuō)，，任何時(shí)刻，在任一閉合回路中，各段電阻上的電壓降代數(shù)和等于各電源電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和，即?！闞I=EE.利用RI=E列回路電壓方程的原則(1)標(biāo)出各支路電流的參考方向并選擇回路繞行方向(既可沿著順時(shí)針?lè)较蚶@行，也可沿著反時(shí)針?lè)较蚶@行)；(2)電阻元件的端電壓為土RI,當(dāng)電流I的參考方向與回路繞行方向一致時(shí)，選取“+”號(hào)；反之，選取“-”號(hào)；(3)電源電動(dòng)勢(shì)為E,當(dāng)電源電動(dòng)勢(shì)的標(biāo)定方向與回路繞行方向一致時(shí)，選取“+”號(hào)，反之應(yīng)選取“-”號(hào)。裝線

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容第五節(jié)電路分析方法一.支路電流法以各支路電流為未知量，應(yīng)用基爾霍夫定律列出節(jié)點(diǎn)電流方程和回路電壓方程，解出各支路電流，從而可確定各支路（或各兀件）的電壓及功率，這種解決電路問(wèn)題的方法叫做支路電流法。對(duì)于具有b條支路、n個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路，可‘列出（n-1）個(gè)獨(dú)立的電流方程和b-（n-1）個(gè)獨(dú)立的電壓方程。【例】如圖所示電路，已知E1=42V，E2=21V，R1=12Q，R2=3Q，R3=6Q,試求：各支路電流11、I2、13。解：該電路支路數(shù)b=3、節(jié)點(diǎn)數(shù)n=2,所以應(yīng)列出1個(gè)節(jié)點(diǎn)電流方程和2個(gè)回路電壓方程，并按照RI=E列回路電壓方程的方法：11=12+13 （任一節(jié)點(diǎn)）R111+R212=E1+E2 （網(wǎng)孔1）R313-R212=-E2 （網(wǎng)孔2）代入已知數(shù)據(jù)，解得：11=4A，12=5A，13=-1A。電流11與12均為正數(shù)，表明它們的實(shí)際方向與圖中所標(biāo)定的參考方向相同，13為負(fù)數(shù)，表明它們的實(shí)際方向與圖中所標(biāo)定的參考方向相反。耳7后,號(hào).裝訂線

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容二、電壓源與電流源及其等效變換電源可以概括為兩種模型：一種是以電壓形式表示的電路模型稱(chēng)為電壓源；另一種是以電流形式表示的電路模型稱(chēng)為電流源。⑴電壓源一個(gè)電源的端電壓如果不隨通過(guò)的電流而變化，這樣的電源被定義為理想電壓源或恒壓源，用E或US表示，其圖形符號(hào)如圖1-24(a)所示。為了反映實(shí)際電壓源的端電壓隨電流而變化的外特性，可以認(rèn)為實(shí)際電壓源是理想電壓源E與內(nèi)阻Ri相串聯(lián)組成的，如圖1—24(b)所示，這里把實(shí)際電壓源簡(jiǎn)稱(chēng)為電壓源。如果一個(gè)電源的內(nèi)阻遠(yuǎn)小于負(fù)載電阻的大小，則電源內(nèi)阻壓降可忽略不計(jì)，于是U^US,輸出電壓基本上恒定，可以認(rèn)為是理想電壓源。由于理想電壓源具有恒壓的特性，因此在理想電壓源兩端并聯(lián)電阻不會(huì)改變它對(duì)原來(lái)外電路的輸出，所以在計(jì)算外電路時(shí)，除去與理想電源直接并聯(lián)的電阻不會(huì)影響計(jì)算結(jié)果。⑵電流源一個(gè)電源的輸出電流不隨輸出電壓的變化而變化，這樣的電源被定義為理想電流源或恒流源，用IS表示，其圖形符號(hào)如圖1-25(a)所示。任何電源內(nèi)部總有損耗，為反映實(shí)際電流源隨負(fù)載變化而變化的情況，它可以用一個(gè)理想電流源IS和內(nèi)阻Ri相并聯(lián)組成，如圖1-25(b)所示。并聯(lián)的內(nèi)阻Ri,使電源的輸出電流I隨負(fù)載而變化，其特性曲線如圖1-25(c)所示。在以后的介紹中，實(shí)際的電流源又簡(jiǎn)稱(chēng)為電流源。理想電流源具有恒流特性，與理想電流源串聯(lián)接入電阻，不會(huì)改變對(duì)原有外電路的輸出，所以在計(jì)算外電路時(shí)，短接與理想電流源直接串聯(lián)的電阻不會(huì)影響計(jì)算結(jié)果裝線

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容⑶電壓源和電流源的等效變換從電壓源的外特性和電流源的外特性可知，二者是相同的，因此實(shí)際電壓源和實(shí)際電流源之間可以等效變換。這里所說(shuō)的等效變換是指對(duì)外部等效，就是變換前后，端口處的伏安關(guān)系不變。即a、b間端口電壓均為U，端口處流出或流入的電流I相同。如圖1-26所示。電壓源輸出的電流為電流源輸出電流為根據(jù)等效的要求，上面兩個(gè)式子中對(duì)應(yīng)項(xiàng)應(yīng)該相等裝線

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容本章小結(jié)本章介紹了電路的基本概念，內(nèi)容包括：一、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(lái)的總體，為電流的流通提供了路徑。電路的基本組成電源、負(fù)載、控制器件和聯(lián)結(jié)導(dǎo)線等四個(gè)部分。電路有通路、開(kāi)路、短路等三種狀態(tài)。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(jiǎn)稱(chēng)為電路圖。二、電流在電場(chǎng)力作用下，電路中電荷沿著導(dǎo)體的定向運(yùn)動(dòng)即形成電流，其方向規(guī)定為正電荷流動(dòng)的方向（或負(fù)電荷流動(dòng)的反方向），其大小等于在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量，稱(chēng)為電流強(qiáng)度（簡(jiǎn)稱(chēng)電流）。電流的大小及方向都不隨時(shí)間變化，則稱(chēng)為直流電流。電流的大小及方向均隨時(shí)間做周期性變化，則稱(chēng)為交流電流。三、電壓電壓是指電路中兩點(diǎn)A、B之間的電位差，其大小等于單位正電荷因受電場(chǎng)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。電壓的大小及方向都不隨時(shí)間變化，則稱(chēng)之為直流電壓。電壓的大小及方向均隨時(shí)間做周期性變化，則稱(chēng)為交流電壓。四、電功率與電能電功率是電路元件或設(shè)備在單位時(shí)間內(nèi)吸收或發(fā)出的電能，p=ui。電能是指在一定的時(shí)間內(nèi)電路元件或設(shè)備吸收或發(fā)出的電能量，W=P?t=UIt1度（電）=1kW?h=3.6 106J。為了保證電氣設(shè)備和電路元件能夠長(zhǎng)期安全地正常工作，規(guī)定了額定電壓、額定電流、額定功率等銘牌數(shù)據(jù)。裝線

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容五、電阻.電阻元件是對(duì)電流呈現(xiàn)阻礙作用的耗能元件，電阻定律 為c lR=p—。S電阻元件的電阻值一般與溫度有關(guān)，衡量電阻受溫度影響大小的物理量是溫度系數(shù)，其定義為溫度每升高1C時(shí)電阻值發(fā)生變化的百分?jǐn)?shù)，即a=R2—R1、。R1((2T1).電阻元件的伏安特性關(guān)系服從歐姆定律，即U=RI或I=U/R=GU。其中，電阻R的倒數(shù)G叫做電導(dǎo)，其國(guó)際單位制為西門(mén)子(S)。3.電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量為Q=l2Rt(焦?fàn)柖?六、基夫爾霍定律.電流定律電流定律的第一種表述：在任何時(shí)刻，電路中流入任一節(jié)點(diǎn)中的電流之和，恒等于從該節(jié)點(diǎn)流出的電流之和，即 I流入二 I流出。電流定律的第二種表述：在任何時(shí)刻，電路中任一節(jié)點(diǎn)上的各支路電流代數(shù)和恒等于零，即I=0。在使用電流定律時(shí)，必須注意：(1)對(duì)于含有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路，只能列出(n-1)個(gè)獨(dú)立的電流方程。(2)列節(jié)點(diǎn)電流方程時(shí)，只需考慮電流的參考方向，然后再帶入電流的數(shù)值。.電壓定律在任何時(shí)刻，沿著電路中的任一回路繞行方向，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零，即U=0。對(duì)于電阻電路來(lái)說(shuō)，任何時(shí)刻，在任一閉合回路中，各段電阻上的電壓降代數(shù)和等于各電源電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和，即 RI=E。裝訂線

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容七、支路電流法以各支路電流為未知量，應(yīng)用基爾霍夫定律列出節(jié)點(diǎn)電流方程和回路電壓方程，解出各支路電流，從而可確定各支路(或各兀件)的電壓及功率，這種解決電路問(wèn)題的方法叫做支路電流法。對(duì)于具有b條支路、n個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路，可‘列出(n-1)個(gè)獨(dú)立的電流方程和b-(n-1)個(gè)獨(dú)立的電壓方程。八、兩種實(shí)際電源模型的等效變換實(shí)際電源可用一個(gè)理想電壓源E和一個(gè)電阻r0串聯(lián)的電路模型表示，也可用一個(gè)理想電流源IS和一個(gè)電阻rS并聯(lián)的電路模型表示，對(duì)外電路來(lái)說(shuō)，二者是相互等效的，等效變換條件是r0=rS，E=rSIS 或 IS=E/r0裝線天津市公用技工學(xué)校教案紙 第26頁(yè)教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容第二章正弦交流電第一節(jié)正弦量的基本概念裝一、交流電交流電在日常生活中應(yīng)用非常廣泛。直流電和交流電的根本區(qū)別是:直流電的方向不隨時(shí)間的變化而1變化，交流電的方向則隨時(shí)間的變化而變化。!以下如果沒(méi)有特別說(shuō)明，我們所講的交流電都是正弦交流電。|二、正弦交流電的產(chǎn)生1交流電是指大小和方向隨時(shí)間而變化的電動(dòng)勢(shì)。訂1i根據(jù)變化規(guī)律分為正弦交流電和非正弦交流電。三、表征正弦交流電的物理量iii表征正弦交流電的物理量簡(jiǎn)稱(chēng)正弦交流電的三要素：最大值，頻iii率，初相位。iii1、頻率，周期和角頻率iii（1）它們是指描述正弦交流電變化速度的物理量。ii頻率是指交流電每秒變化的次數(shù)（燈單位赫茲（周/秒）用符號(hào)iiiHZ示，還有千赫和兆赫iiiiii1MHZ=103KHZ=106HZ周期是指交流電變化一周所用的時(shí)間（T）單位秒（S）i線頻率與周期互為倒數(shù)f=-Tf——頻率單位（周/秒）符號(hào)H1周期教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容角頻率是指交流電每秒變化的電角度用①表示單位是弧度/秒（rad/s）角頻率與頻率之間的關(guān)系是2兀3=2兀f=——T2、瞬時(shí)值，最大值和有效值交流電是隨時(shí)間而變化的交流電在某時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)，電壓式電流的數(shù)值叫做瞬時(shí)值電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值u 電壓的瞬時(shí)值i——電流的瞬時(shí)值最大瞬時(shí)值稱(chēng)為最大值，也叫做振幅式峰值Em 電動(dòng)勢(shì)峰值U 電壓的峰值1m——電流的峰值理論與實(shí)踐的證明：正弦交流電的有效值等于最大值的勺飛倍即E=—m I=~mU=—=m3、相位，初相位和相位值 七相位是反映交流電變化過(guò)程的物理量。電角度（3/+5）叫做相位角，簡(jiǎn)稱(chēng)相位0初相位是指交流電在計(jì)時(shí)值點(diǎn)t=0的相位角的50值相位差是兩個(gè)交流電的相位差用字母甲表示，即5=（3t+5）一（3t一①）=5一①裝線

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容在討論兩個(gè)正弦量的相位關(guān)系時(shí)：(1)當(dāng)12>0時(shí)，稱(chēng)第一個(gè)正弦量比第二個(gè)正弦量的相位越前(或超前)12； 12(2)當(dāng)12<0時(shí)，稱(chēng)第一個(gè)正弦量比第二個(gè)正弦量的相位滯后(或落后)1 121；12(3)當(dāng)12=0時(shí)，稱(chēng)第一個(gè)正弦量與第二個(gè)正弦量同相，如圖7-1(a)所示；12(4)當(dāng)12二 或180時(shí)，稱(chēng)第一個(gè)正弦量與第二個(gè)正弦量反相，如圖711(b)所示；(5)當(dāng)平i廣±2或％時(shí)，稱(chēng)第一個(gè)正弦量與第二個(gè)正弦量正交。裝線

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容第二節(jié)正弦交流電的三種表示方法正弦交流電的三種表示方法：1、解析法：正弦交流電的電動(dòng)勢(shì)，電壓和電流的瞬時(shí)值表達(dá)式就是正弦交流電的解析式，即：e=Esin（3t+①）u=Usin（3t+.）i=Isin（31+.）2、波形圖：正弦交流電還可用與解析式相對(duì)應(yīng)的正弦曲線來(lái)表示。3、矢量圖形表示法：正弦交流電也可以用旋轉(zhuǎn)矢量圖來(lái)表示。正弦量可以用振幅相量或有效值相量表示，但通常用有效值相量表示。1.振幅相量表示法振幅相量表示法是用正弦量的振幅值做為相量的模（大?。⒂贸跸嘟亲鰹橄嗔康姆?，例如有三個(gè)正弦量為e=60sin(t60)Vu=30sin(t30)Vi=5sin(t30)A

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容如圖所示：Um x^^30°7.有效值相量表示法 T有效值相量表示法是用正弦量的有效值做為相量的模(長(zhǎng)度大小)、仍用初相角做為相量的幅角，例如u=220，2sin(①t+53)V， i=0.41^2sin(①t)A裝線

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容一、相量法的引入一個(gè)正弦量可以用三角函數(shù)式表示，也可以用正弦曲線表示。但是用這兩種方法進(jìn)行正弦量的計(jì)算是很繁瑣的，有必要研究如何簡(jiǎn)化。由于在正弦交流電路中，所有的電壓、電流都是同頻率的正弦量，所以要確定這些正弦量，只要確定匕們的有效值和初相就可以了。相量法就是用復(fù)數(shù)來(lái)表示正弦量。使正弦交流電路的穩(wěn)態(tài)分析與計(jì)算轉(zhuǎn)化為復(fù)數(shù)運(yùn)算的一種方法。二、復(fù)數(shù)概述1.復(fù)數(shù)：形如＜二1+用的式子稱(chēng)為復(fù)數(shù)，厘為復(fù)數(shù)的實(shí)部，占為復(fù)數(shù)的虛部，=、8均為實(shí)數(shù)，J 為虛數(shù)單位。裝線

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容12IBB.I用點(diǎn)衰示 用矢量表不.復(fù)數(shù)的圖示法A=m =Hcos3+j\Asin日二國(guó)（8￡A二+A2 3=H+Jsin④tan-1—式中 為復(fù)數(shù)A的模，3.復(fù)數(shù)的表示形式及其相互轉(zhuǎn)換A=a+jb 代數(shù)式一誹cos日+jsin日） 二角式=|達(dá)卜弁 指數(shù)式=四日 極坐標(biāo)式|厘為復(fù)數(shù)A的輻角。裝線

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容4.復(fù)數(shù)的運(yùn)算法則①相等條件：實(shí)部和虛部分別相等（或模和輻角分別相等）。②加減運(yùn)算：實(shí)部和實(shí)部相加（減），虛部和虛部相加（減）。③乘法運(yùn)算：模和模相乘，輻角和輻角相加。④除法運(yùn)算：模和模相除，輻角和輻角相減。5.共軛復(fù)數(shù)--—實(shí)部相等、虛部互為相反數(shù)（或模相等、輻角互為相反數(shù)）三、相量表示法.正弦量與復(fù)數(shù)的關(guān)系次二Uyn（m+3）=Im[點(diǎn)Ue^]=Im[g正弦電壓"等于復(fù)數(shù)函數(shù)，泛的虛部，該復(fù)數(shù)函數(shù)包含了正弦量的三要素。.相量一一分有效值相量和最大值相量裝線

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容①有效值相量：=-//中②最大值相量：強(qiáng)二芯/中3.相量圖在復(fù)平面上用一條有向線段表示相量。相量的長(zhǎng)度是正弦量的有效值I，相量與正實(shí)軸的夾角是正弦量的初相。這種表示相量的圖稱(chēng)為相量圖。例：的二1。。0以9+60?/二50國(guó)心*60?。寫(xiě)出表示11和遼2的相量，畫(huà)相量圖。解：次1=100/60°V42=50/-60°V裝線

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容例：已知11=100/sin0tA,^2=100/sin(-120°)A,試用相量法求’一/111+；2=100/0°+100-120°=100/-60°A11+工2=100延sin(①t-60°)a裝線

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容第三節(jié)單一參數(shù)的電路1、純電阻電路定義：生活中經(jīng)常使用的白熾燈，電烙鐵等看成純電阻電路性負(fù)載，由它構(gòu)成的電路。負(fù)載電路用R表示(1)電流與電壓的關(guān)系設(shè)加在電阻兩端的電壓U=Usin①t根據(jù)歐姆定律通過(guò)電阻的電流為i=-r=_Rmsin3t=Isin3tRR m在正弦電壓的作用下電阻中通過(guò)電流是一個(gè)頻率同相位的正弦電流。I=URm通過(guò)電阻的最大電流兩邊同除以，；2得：mRI=UP/R.i,uUp片京7T裝線

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容（2）電路的功率純電阻電路中，電壓與電流瞬時(shí)值的乘積，稱(chēng)為瞬時(shí)功率PR表示平均功率：又稱(chēng)為有功功率P表示單位瓦（W）當(dāng)電流，電壓用有效值表示時(shí)U2即P=UI=12R=-RR RP 有功功率（W）UR——加在電阻兩端交流電壓的有效值（V）I——通過(guò)電阻交流電流的有效值?。㏑——負(fù)載電阻（Q）2、純電感電路定義：由電感線圈作負(fù)載組成的交流電路。電感線圈在通過(guò)交變電路時(shí)會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)會(huì)阻礙電流的通過(guò)，這種阻礙作用叫做感抗XL表示單位（Q）感抗與交流電的頻率，線圈的電感成正比X=3L=2城Lf 交流電的頻率（HZ）L——線圈的電感（H）XL——線圈的感抗（。）電感電流與電壓的相位關(guān)系電感電壓比電流超前90。（或/2），即電感電流比電壓滯后90。已知一電感L=80mH外加電壓uL=5區(qū)'12sin（314t 65）V。試求：⑴感抗XL，（2）電感中的電流IL，（3）電流瞬時(shí)值iL。裝訂線

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容解：（1）電路中的感抗為XL=L=314 0.08 25I=—l-=——=2ALXl25（3）電感電流iL比電壓uL滯后901=2V2sin（314t—25）A|小/X\一4、純電容電路卜由電容作負(fù)載組成的交流電路可看作純電容電路。由于電容器兩端加上交變電壓后，電容器不斷的充電與放電，電路中形成了充放電電流，由充放電需要一定的時(shí)間，電容兩端電壓的變化總是滯后于電容的變化。電容器對(duì)交流電的阻礙作用叫做容抗用XL表示，單位（。）XL=1WC-1/2吸容抗與交流點(diǎn)頻率和電容器的容量成反比xc——電容器的容抗（。）f 交流電的頻率（HZ）——電容器的電容量（F）裝訂線

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容證明：當(dāng)電容器容抗Xc值不變時(shí)，電流I與電壓UC成正比，即：I=U1Xc c純電容電路只存在電壓和電流有效值。在純電容交流電路中，電容不消耗電能，只與電源做能量轉(zhuǎn)換，電路中能量交換的規(guī)模，稱(chēng)為電容器的無(wú)功功率，用Qc表示單位是（Var）計(jì)算公式Q=UI=U2/'X=12XLQ——電容器無(wú)功功率（W）Uc——加在電容器交流電壓的有效值（V）I——通過(guò)電容器交流電流的有效值（A）Xc——電容器的容抗（。）電容電流與電壓的相位關(guān)系電容電流比電壓超前90。（或/2），即電容電壓比電流滯后90。A?c,I?（a） （b）已知一電容C=127 F，外加正弦交流電壓u=20J2sin（314t+20）V，試求：（1）容抗XC；,（2）電流大小IC；⑶電流瞬時(shí)值iC °裝線

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容解：⑴Xr=-=25QC①C(2)I=U=20=0.8AC XC 25(3)電容電流比電壓超前90。，則i=0.8^2sin(3141+110)AC裝線

教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容第四節(jié)R-L-C串聯(lián)電路由電阻、電感、電容相串聯(lián)構(gòu)成的電路叫做R-L-C串聯(lián)電路。Ai~~[=1-白 \1-iB+?R-+?l-+?c-設(shè)電路中電流為i=Isin(t)，則根據(jù)R、L、C的基本特性可得各元件的兩端電壓：muR=RIsin(t)，uL=XLIsin(t90)，uC=XCIsin(tRm LLm 90 ) CCm根據(jù)基爾霍夫電