电工基础教案全范文

作为一名为他人授业解惑的教育工作者，通常会被要求编写教案，教案是保证教学取得成功、提高教学质量的基本条件。教案应该怎么写呢？以下是小编整理的《电工基础教案全范文》的相关内容，希望能给你带来帮助!

第一篇：电工基础教案全范文

电工基础教案

课题1-3电阻

教学目标了解电阻的概念和电阻与温度的关系，掌握电阻定律。

教学重点电阻定律

教学难点R与U、I无关;温度对导体电阻的影响。

教学过程及内容

一. 组织教学准备教案，检查出勤情况

二.复习提问

1、什么是电流?

2、电流的计算公式

三.新课讲解

第三节 电阻

一、电阻

1.导体对电流所呈现出的阻碍作用。不仅金属导体有电阻，其他物体也有电阻。

2.导体电阻是由它本身的物理条件决定的。

例：金属导体，它的电阻由它的长短、粗细、材料的性质和温度决定。

3.电阻定律：在保持温度不变的条件下，导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，并与导体的材料性质有关。

Rl S

4. 结论：电阻率的大小反映材料导电性能的好坏，电阻率愈大，导电性能愈差。

导体：<10-6 m

绝缘体：>107m

半导体：10-6m< <107m

二、电阻与温度的关系

1.温度对导体电阻的影响：

(1) 温度升高，自由电子移动受到的阻碍增加;

(2) 温度升高，使物质中带电质点数目增多，更易导电。随着温度的升高，导体的电阻是增大还是减小，看哪一种因素的作用占主要地位。

2.一般金属导体，温度升高，其电阻增大。少数合金电阻，几乎不受温度影响，用于制造标准电阻器。

3.超导现象：在极低温(接近于热力学零度)状态下，有些金属(一些合金和金属的化合物)电阻突然变为零，这种现象叫超导现象。

ο4.电阻的温度系数：温度每升高1C时，电阻所变动的数值与原来电阻值的比。若温

度为t1时，导体电阻为R1，温度为t2时，导体电阻为R2，则



即 R2R1 R1(t2t1)

R2R1 [1(t2t1) ]

οο例：一漆包线(铜线)绕成的线圈，15C时阻值为20，问30C时此线圈的阻值R

为多少?

四.课堂练习

五.课堂小结

六.布置作业 教材习题第4大题第(3)题。

第二篇：《电工基础》教案3

《电工基础》教案3 课题：电的基本物理量：

2、电动势(E)

教学目的：

1、了解电源

2、掌握电动势的单位

3、用电压表怎么测量电动势

重点、难点：电动势特点和性质及其运用

教学方法：引导、提示、归纳

教学过程：

Ⅰ. 组织教学

Ⅱ. 导入新授

围绕所示目标，阅读教材回答下列问题：

1、什么是电动势?单位是什么?

2、干电池的电动势是多少伏?蓄电池的电动势是多少伏?

3、低压变压器的电动势是多少伏

4、电动势的方向是怎么规定的?

5、电动势的符号是什么?电动势单位的符号是什么?

电源——能将其它形式的能量转换成电能的设备叫电源。

例如：干电池(1.5V)，蓄电池(2V)是化学能的转换。发电机，是机械能的转换。

电动势——电源力将单位正电荷从负极移到正极所做的功叫电动势。

电动势的单位：常用的有伏特(V)，比它大的单位有千伏(KV)，比它小的单位有毫伏(MV)和微伏(uV)。

《电工基础》教案3

1千伏(KV)=1000伏(V)

1伏(V)=1000毫伏(MV)

1毫伏(MV)=1000微伏(uV)

测量电动势物理量大小的仪表是伏特表，也叫电压表。电压表的内阻越大，测量越准确。测量是时把电压表并接在被测电路中。直流表注意电压表的正(+)负(—)极不要接错，以免损坏电压表。

第三篇：电工技术基础与技能教案

2014计算机《电工技术基础与技能》教学计划

教师 成礼平

为适应社会主义市场经济的新形势，电子专业的发展，多出人才，出好人才，全面育人，打好基础，熟练技能，使学生成为适应二十一世纪高素质的创业型劳动者。培养能够胜任电子技术应用方面工作的技术人员。在总结电工电子专业特点和教学实践经验的基础上，制定本专业《电工技术基础与技能》教学计划。

一、教学目标

1.掌握电工、电子线路的基础知识。

2.具有操作和使用常用电工、电子仪器、仪表的能力。 3.具有阅读电子整机线路和工艺文件的初步能力。 4.具有操作、使用与维护较复杂的电子设备的能力。 5.具有操作、使用与维护一般电工设备的能力。

二、教学内容设置和要求

根据本专业的特点，对教学内容进行一定的修订与删减，根据需要现制定学习内容如下：

1.认识并会连接简单的实物电路，了解电路组成的基本要素，理解电路模型，会识读简单电路图;

2.理解电流、电压、电动势、电位、电能和电功率的概念及参考方向的含义，并能进行简单计算;

3.掌握直流电路电流、电压、电阻的测量，能正确选择和使用电工仪表，掌握测量电流、电压、电阻的基本方法;

4.理解电阻器及其参数，能识别识别常用、新型电阻器，了解常用电阻传感器的外形及其应用;理解影响导体电阻大小的因素，了解电阻与温度的关系在家电产品中的应用及超导现象的存在;

5.掌握使用万用表测量电阻;了解使用兆欧表测量绝缘电阻及用电桥对电阻 进行精密测量的方法;

6.了解电阻元件电压与电流的关系，掌握欧姆定律;

7.掌握电阻串联、并联及混联的连接方式，会计算等效电阻、电压、电流和功率

8.了解支路、节点、回路和网孔的概念;能应用基尔霍夫电流、电压定律列出两个网孔的电路方程

9.了解运用电压源与电流源等效变换及叠加原理进行复杂直流电路的简化; 10.能熟练运用戴维南定理进行有源二端网络的简化及复杂电路的简化; 11.理解电容的概念，了解储能元件的概念;能识别常用电容器; 12.能根据要求，正确选择利用串联、并联方式获得合适的电容; 13.可通过仪器仪表观察电容器充放电规律，理解电容器充、放电电路的工作特点，会判断电容器的好坏。

2014.9.1

2013电子《电工技术基础与技能》教学计划

教师 成礼平

2013电子班都是二年级的学生，班人数为47人，是技能班，所以学生基础不是太好，自制能力不强，很容易受到外界干扰，课堂气氛还有待加强。当然也有好的方面，例如有部分学生勤学，认真思考，上课时能够跟着师的思维老在转，下课后，有什么不懂，还会搞清楚，其二是，有一部分的学生，你布置的作业，还能按时完成，第三是现在进行新的课改，有利于学生的自学能力提高，所以，我有信心完成好他们的学业。 本期教学的主要任务和要求

完成教材第六至第八章节的教学任务，帮助学生牢固掌握基本概念，熟悉计算公式及应用条件，教会学生能正确解题。要求牢固掌握概念 能正确运用公式解题。

1.知道磁通、磁场强度、磁感应强度和磁导率的概念，会判断载流长直导体与螺线管导体周围磁场的方向;

2.掌握磁场对电流的作用力公式，会用左手定则;

3.了解电感的概念，电感器的外形、参数，会判断其好坏，理解其储能特性; 4.理解感应电动势的概念，掌握电磁感应定律以及感应电动势的计算公式; 5.理解自感系数和互感系数的概念，会判断和测定互感线圈的同名端;了解自感和互感的应用;

6.了解正弦交流电的产生，理解正弦交流电的有效值、频率、初相位及相位差的概念;

7.掌握正弦交流电的解析式、波形图和相量图表示法。会用相量图分析计算由R、L、C组成的简单交流电路;

8.理解交流电路中有功功率、无功功率和视在功率的概念; 提高教学质量的措施方法

1、 认真钻研教材，认真备好课;

2、 认真批阅作业;

3、 做好课后辅导工作;

4、 采用课件进行教学

5、 加强教研工作。

2014.9.1

第四篇：电工基础教案diangongjcja（本站推荐）

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第一章 电路的基本概念和基本定理

第一节 电路和电路模型

学习目标：掌握电路的作用和构成及电路模型的概念。

1-1手电筒电路

电路和电路模型基本概念 1.电路特点：

电路设备通过各种连接所组成的系统，并提供了电流通过途径。 2. 电路的作用： 图 1-1 电路模型

(1) 实现能量转换和电能传输及分配。 (2) 信号处理和传递。

3. 电路模型：理想电路元件：突出实际电路元件的主要电磁性能，忽略次要因素的元件;把实际电路的本质特征抽象出来所形成的理想化的电路。即为实际电路的电路模型;

例图 1-1 ：最简单的电路——手电筒电路

4 .电路的构成：电路是由某些电气设备和元器件按一定方式连接组成。 (1)电源：把其他形式的能转换成电能的装置及向电路提供能量的设备，如干电池、蓄电池、发电机等。

(2)负载：把电能转换成为其它能的装置也就是用电器即各种用电设备，如电灯、电动机、电热器等。

(3)导线：把电源和负载连接成闭合回路，常用的是铜导线和铝导线。 (4)控制和保护装置：用来控制电路的通断、保护电路的安全，使电路能够正常工作，如开关，熔断器、继电器等。

第二节、电路的基本物理量

学习目标： http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛 掌握电路基本物理量的概念、定义及有关表达式，了解参考方向内涵及各物理量的度量及计算方法。

重点：各物理量定义的深刻了解和记忆。 一：电流、电压及其参考方向 1.电流

(1) 定义：带电粒子的定向运动形成电流，单位时间内通过导体横截面的电量定义为电流强度。

(2) 电流单位：安培 (A) ， 1A = 10³mA = 10^6μA ， 1 kA = 10³ A (3) 电流方向：规定正电荷运动的方向为电流的实际方向。电流的大小和方向不随时间的变化而变化为直流电，用I表示 ，方向和大小随时间的变化而变化为交流电，用i表示。任意假设的电流流向称为电流的参考方向。 (4)标定：在连接导线上用箭头表示，或用双下标表示。

约定：当电流的参考方向与实际方向一致时i >0，当电流的参考方向与实际方向相反时i <0，

(5)电流的测量：利用安培表，安培表应串联在电路中，直流安培表有正负端子。 2.电压

(1)定义：电场力把单位正电荷从电场中A点移到B点所做的功，称其为A点到B点间的电压。用uAB表示。或任意两点间的电位差称为电压。

(2)电压单位：伏特( V )， 1V = 10³mV = 10^6 μ V ， 1kV = 10³ V (3)电压方向：规定把电位降低的方向作为电压的实际方向。电压的方向不随时间的变化而变化为直流电压 Uab ，方向和大小都随时间的变化而变化为交流电压u ab 。任意假设的电压方向称为电压的参考方向。

(4)标定：可以采用以下几种方式来表示参考方向，可以用“+”高电位端、“-”低电位端来表示;可以用双下标表示;可以用一个箭头表示，当参考方向与实际方向一致时U> 0，当参考方向与实际方向相反时U <0。 http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

(5)电压的测量：利用伏特表，伏特表应并联在电路中，直流伏特表有正负端子。 3.参考方向

(1)定义：任意假设电压、电流的方向称为参考方向。参考方向可任意标定，方向标定后，电流、电压、电动势之值可正可负;计算结果存在两种情况： ①“+” 说明参考方向与真实方向相同; ②“-” 说明参考方向与真实方向相反。 注意：①选定参考方向后，不再更改

②计算结果的正、负只与图中参考方向结合起来才有物理意义。

(2)关联参考方向：元件上电流和电压的参考方向一致。在进行功率计算时，P=UI; 非关联参考方向：元件上电流和电压的参考方向不一致。在进行功率计算时，P=-UI。

如果假设U、I参考方向一致，则当计算的P>0时,则说明U、I的实际方向一致，此部分电路消耗电功率，为负载。当计算的P<0时,则说明U、I的实际方向相反，此部分电路发出电功率，为电源。所以，从P的+或-可以区分器件的性质，或是电源，或是负载。 二：电位

电位定义：正电荷在电路中某点所具有的能量与电荷所带电量的比称为该点的电位。

电路中的电位是相对的，与参考点的选择有关，某点的电位等于该点与参考点间的电压。电路中a、b两点间的电压等于a、b两点间的电位差。即Uab=Va -Vb 。所以电压是绝对的，其大小与参考点的选择无关;但电位是相对的，其大小与参考点的选择有关。 三：电动势

定义：电源力把单位正电荷从电源的负极移到正极所做的功，用e表示。电动势与电压有相同的单位。 http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛 按照定义，电动势e及其端纽间的电压u的参考方向选择的相同，则e=-u;如选择的相反，则e=u. 四：功率与电能 1. 功率

(1) 定义 : 单位时间内消耗电能即电场力在单位时间内所做的功。

dW = u ( t ) dq ， dq = i ( t ) dt ∴ p(t)= u (t)i (t)(W) (2) 功率单位：瓦特 (W) (3) 功率方向：提供、消耗

(4)功率的测量：利用功率表。 2. 能量

(1) 定义：在 t 1 时间内，电路所消耗的电能。

(2) 能量单位：焦耳 (J) ，电能的常用单位为度，1度=1千瓦×1小时 (3) 能量方向：吸收、释放功率

例 1-1 ： 有一个电饭锅，额定功率为 1000W ，每天使用 2 小时;一台 25 寸电视机，功率为 60W ，每天使用 4 小时;一台电冰箱，输入功率为 120W ，电冰箱的压缩机每天工作 8 小时。计算每月( 30 天)耗电多少度? 解：(1kW×2h+0.06kW×4h+0.12kW×8h)×30天 =(2度+0.24度+0.96度)×30=52度 答 : 每月耗电 52度

作业：p6: 1-2-2 ，1-2-3 1-2-4

第三节 电阻元件和欧姆定律

学习目标：

掌握电阻定律和欧姆定律

重点： 1 .电阻的特性; 2 .欧姆定律。 http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

一、电阻元件

(1)定义：阻碍导体中自由电子运动的物理量，表征消耗电能转换成其它形式能量的物理特征。

(2)电阻单位：欧姆( Ω )， 1M Ω= 10^3 K W =10^ 6 Ω。 (3)电阻的分类：根据其特性曲线分为线形电阻和非线形电阻。 ①线性电阻的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线。 R = 常数; ②非线性电阻的伏安特性曲线是一条曲线。如上图

(4)电阻定律：对于均匀截面的金属导体，它的电阻与导体的长度成正比，与截面积成反比，还与材料的导电能力有关。

或

其中

为电阻率， 为电导率。

(5)电导：表示元件的导电能力，是电阻的倒数，用 G 表示， 单位为西门子( S )。

(6)电阻与温度的关系：

① PTC 电阻材料：正温度系数较大，具有非常明显的冷导体特性，可用来制作小功率恒温发热器。

② NTC 电阻材料：负温度系数较大，具有非常明显的热导体特性，可用来制作热敏电阻。

二、欧姆定律：反映电阻、元件上电压和电流约束关系

1 .描述：对于线形电阻元件，在任何时刻它两端的电压与电流成正比例关系，即

或 http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛 电阻一定时，电压愈高电流愈大;电压一定，电阻愈大电流就愈小。 2 .功率的计算公式：根据欧姆定律可以推导出功率与电阻的关系式为：

3 .表达：在电路分析时，如果电流与电压的参考方向不一致，既为非关联参考方向，如图 下图( b )和( c )欧姆定律的表达式为：

或

。

例 1-2 ：运用欧姆定理解上图中的电阻为 6 Ω，电流为 2A ，求电阻两端的电压 U 。

解： 图(a)关联 U = I R = 2A × 6 Ω= 12V 图(b)非关联 U =- I R =- 2A × 6 Ω=- 12V ， 图(c)非关联 U =- I R =- 2A × 6 Ω=- 12V 计算结果图(a)电压是正值，说明图(a)中的电压实际方向与所标的参考方向一致;图(b)、(c)电压为负值，说明图(b)、(c)中的电压实际方向与所标的参考方向相反。

第四节：电压源和电流源

学习目标：

1.掌握电压源和电流源的概念。 2.掌握电压源和电流源的等效转换。 重点： 电压源和电流源的等效转换。 难点： 电压源和电流源的等效转换。

把其它形式的能转换成电能的装置称为有源元件，可以采用两种模型表示，即电压源模型和电流源模型。

一、电压源 http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛 1.理想电压源(恒压源)

(1)符号：

(2)特点：无论负载电阻如何变化，输出电压即电源端电压总保持为给定的US或us(t)不变，电源中的电流由外电路决定，输出功率可以无穷大，其内阻为 0 。

例 1-3 ： 如图 1-5:U S =10V 解：如图 1-5 电压源 则当 R 1 接入时 ： I =5A

当 R 1 、 R 2 同时接入时： I =10A (3) 特性曲线

2.实际电压源

(1)符号： http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛 (2)特点：由理想电压源串联一个电阻组成，R S称为电源的内阻或输出电阻，负载的电压 U =US–IRS，当RS=0时，电压源模型就变成恒压源模型。

(3)特性曲线

二、 电流源

1.理想电流源(恒流源)

(1)符号:

(2)特点：无论负载电阻如何变化，总保持给定的Is 或i s (t) ，电流源的端电压由外电路决定，输出功率可以无穷大，其内阻无穷大。 例 1-4 ： 如图 1-6:I S =1A 则:当R =1Ω 时，U =1V，R =10Ω时，U =10V (3)特性曲线 图1-6 电流源

2.实际电流源 http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛 (1)符号：

(2)特点：由理想电流源并联一个电阻组成，负载的电流为 I = I S – U ab / R S ，当 内阻 R S = ∞ 时，电流源模型就变成恒流源模型。 (3)特性曲线：

3.恒压源和恒流源的比较

三、电压源与电流源的转换

1.特性：电压源可以等效转换为一个理想的电流源I S 和一个电阻R S 的并联，电流源可以等效转换为一个理想电压源U S 和一个电阻R S 的串联。即转换公式：U S =R S *I S 2.注意：

(1)转换前后U S 与I s 的方向，I s 应该从电压源的正极流出。 http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

(2)进行电路计算时，恒压源串电阻和恒电流源并电阻两者之间均可等效变换，R S 不一定是电源内阻。

(3)恒压源和恒流源不能等效互换。

(4)恒压源和恒流源并联，恒流源不起作用，对外电路提供的电压不变。 恒压源和恒流源串联，恒压源不起作用，对外电路提供的电流不变。

(5)与恒压源并联的电阻不影响恒压源的电压，电阻可除去，不影响其它电路的计算结果;与恒流源串联的电阻不影响恒流源的电流，电阻可除去，不影响其它电路的计算结果;但在计算功率时电阻的功率必须考虑。 (6)等效转换只适用于外电路，对内电路不等效。 例 1-5 ：如图 1-7 图 1-7 电流源的转换

例 1-6 ： 如图 1-8

图 1-8 电压源的转换

I= 1A http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛 例 1-7 ： 如图 1-9

图 1-9 电压源的转换

第五节：电路的工作状态

学习目标：了解电路的工作状态：有载(满载、轻载、过载)、开路、短路 重点和难点：各状态特点和电路各物理量所表现的特性。 一.开路

电源与负载断开，称为开路状态 , 又称空载状态。

特点：开路状态电流为零，负载不工作 U = IR = 0 ，而开路处的端电压 U 0 = E 。 二.短路：

电源两端没有经过负载而直接连在一起时,称为短路状态。

特点：U=0,I S =U S /R S ,P RS =I 2 R S ， P =0 。 短路电流 I S = U S / R S 很大，如果没有短路保护，会发生火灾。短路是电路最严重、最危险的事故，是禁止的状态。产生短路的原因主要是接线不当，线路绝缘老化损坏等。应在电路中接入过载和短路保护。 三.额定工作状态：

电源与负载接通，构成回路，称为有载状态。当电路工作在额定情况下时的电路有载工作状态称为额定工作状态。

特点 U = IR = E - IR 0 ，有载状态时的功率平衡关系为：电源电动势输出的功率 P S = U S I S ，电源内阻损耗的功率 P RS = I²R S http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛 负载吸收的功率 P = I 2 R = P S - P RS ，功率平衡关系 P S = P + P RS 。

用电设备都有限定的工作条件和能力， 产品在给定的工作条件下正常运行而规定的正常容许值称为额定值。电源设备的额定值一般包括额定电压UN、额定电流IN和额定容量S N。使用值等于额定值为额定状态;实际电流或功率大于额定值为过载;小于额定值为欠载。

第六节 基尔霍夫定理

学习目标： 1 .掌握 基尔霍夫的两个定律。 重点和难点： 基尔霍夫的电压定律和电流定律。

一. 与拓扑约束有关的几个名词

支路 : 电路中没有分支的一段电路。

节点 : 三条或三条以上支路的汇集点，也叫节点。在同一支路内，流过所有元件的电流相等。

回路 : 电路中任一闭合路径都称回路。

图1-10 网孔 : 回路平面内不含有其它支路的回路叫做网孔。

如图 1-10 ：支路有 3 条，结点有 a 、 b 共 2 个，回路有 3 个，网孔有 2 个。 如图 1-11 ：支路有 6 条，结点有 a 、 b 、 c 、 d 4 个，回路有 8 个，网孔有 3 个。 http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

图1-11 图1-12

二、基尔霍夫电流定律： 又叫节点电流定律，简称 KCL

1.描述：电路中任意一个节点上，在任一时刻，流入节点的电流之和，等于流出节点的电流之和。或：在任一电路的任一节点上，电流的代数和永远等于零。基尔霍夫电流定律依据的是电流的连续性原理。 如图 1-12 2.公式表达：Σ流入=Σ流出，ΣI= 0。当用第二个公式时，规定流入结点电流为正，流出结点电流为负。

例图1-12 ：对于节点 A ，一共有五个电流经过：可以表示为

I 1 + I 3 = I 2 + I 4 + I 5

或 I 1 + ( -I 2 ) + I 3 + ( -I 4 ) + ( -I 5 ) = 0 3.广义结点：基尔霍夫电流定律可以推广应用于任意假定的封闭面。对虚线所包围的闭合面可视为一个结点，该结点称为广义结点。即流进封闭面的电流等于流出封闭面的电流。如图1-13

图 1-13 图1-14 如图 1-14 ：

或

又如图 1-14 ： I 1 + I 2I 3 = 25 -16 = 9mA b 点： I 2 = I 5 + I 6 I 5 = I 2 -I 6 = [9-(-4)] = 13mA c 点： I 4 = I 3 + I 6 I 6 = I 44mA 结果得出 I 6 的值是负的，表示 I 6 的实际方向与标定的参考方向相反。

三、基尔霍夫电压定律：又叫回路电压定律，简称KVL

1.描述：在任一瞬间沿任一回路绕行一周，回路中各个元件上电压的代数和等于零。或各段电阻上电压降的代数和等于各电源电动势的代数和。 2.公式表达：Σ U = 0 或Σ RI= Σ U S http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

图 1-17 3 .注意：常用公式Σ RI= Σ U S 列回路的电压方程： (1)先设定一个回路的绕行方向和电流的参考方向 看图1-17 (2)沿回路的绕行方向顺次求电阻上的电压降，当绕行方向与电阻上的电流参考方向一致时，该电压方向取正号，相反取负号。

(3)当回路的绕行方向从电源的负极指向正极时，等号右边的电源电压取正，否则取负。

例 1-9 ：试列写图1-17各回路的电压方程。 对回路 1 ： 对回路 2 ： 对回路 3 ：

图 1-18 4 .基尔霍夫电压定律的推广：基尔霍夫电压定律不仅可以用在网络中任一闭合回路，还可以推广到任一不闭合回路中。如对于图1-18 网孔1即是一个不闭合的回路，把不闭合两端点间的电压列入回路电压方程，则其电压方程可以写为：

，则

, 由此总结出任意两点之间的电压

，其中R 上的电压和 U S 上的电压的规定与前面的规定是http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛 一样的。对于网孔2这个不闭合的回路来求

，则

注意：电路中任意两点间的电压是与计算路径无关的 ,是单值的，所以,基尔霍夫电压定律实质是两点间电压与计算路径无关这一性质的具体表现。

例 1-10 ： 如图 1-19 已知 U 1 =1V ， I 1 =2A ， U 2 =-3V ， I 2 =1A ，

U 3 =8V ， I 3 =-1A ， U 4 =-4V ， U 5 =7V ， U 6 =-3V 求 u ab 和 u ad 及各段电路的功率并指明吸收发出功率。

图1-19 解： U ab =U ac + U cb = -U 1 +U 2 =6 W<0 (产生) P 3 =U 3 I 1 =16W>0 (吸收) P 4 =U 4 I 2 =” ;方程右边为独立电流源的代数和，当电流源的正方向指向该节点时取 “+” ，反之取 “ - ” 。节点电压方程的一般表达形式为： 自导 ×本节点电压 + 电流之和。

①自导：( 自电导 )，其值总为正的，是指与某节点相连的所有电导之和;※理想电流源串联的电导不能计算在内。

②互导：指相邻两节点之间的公共电导之和，互导总为负 ;与理想电流串联的电导不能计算在内。

③ 流入节点的所有电源电流之和，包括两层含义： a 是电源电流流入节点的取“ + ”，流出节点的取“-”; b 是该电流必须是电源的电流，即可以是电流的电流，还可以是电压源的电流，还可以是受控源的电流，但不能是非电源支路的电流。

三、弥尔曼定理：只有两个节点的节点电压法。

= 流入该节点的所有电源的通式： http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛 例 3-4 ： 用节点电压法求解如下图所示电路中的各支路电流。

解： 此题只有两个节点，所以可用弥尔曼定理。

图3-5

作业：p48：3-10 p49：3-

12、3-15

第四章 线性网络的基本定理

第一节 叠加定理

学习目标：

1 .掌握叠加定理的适用范围 2 .掌握运用叠加定理解题方法 重点：1 .叠加的概念

2 .叠加定理的适用范围 http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

3 .运用叠加定理求各支路电流或电压 难点： 运用叠加定理求各支路电流或电压

一、叠加定理的含义：

•定义：在具有几个电源的线性电路中，各支路的 电流或电压 等于各电源 单独作用 时产生的电流或电压的 代数和 。 •适用范围：线性电路。

•电源单独作用：不作用的电源除源处理，即理想电压源短路处理，理想电流源开路处理。

•仅能叠加电流、电压，是不能叠加功率的。

•代数和：若分电流与总电流方向一致时，分电流取“ + ”，反之取“-”。

二、证明： 如下图所示电路或以两电源作用的单回路为例。

用节点电压法得：

http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

=

，

当 U S1 作用时：

当 U S2 作用时，

http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

能看出 ， 。

例 4-1 ： 如下图 所示，求各支路电流与 U 32 ，已知 U S =10V ， I S = 2A ， R 1 =5 Ω ， R 2 =3 Ω ， R 3 =3 Ω ， R 4 =2 Ω。

解： 原图可分解为：

图：当 U S 作用时， ，

， ， ，

http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

，

; ;

第三节 戴维南定理与诺顿定理

学习目标：

1 .掌握有源二端网络和无源二端网络的概念

2 .掌握用戴维宁定理和诺顿定理来求解出某条支路的电流。 重点： 1 .有源二端网络和无源二端网络的概念 2 .求开路电压和等效电阻

3 .用戴维宁和诺顿定理来求解除某条支路的电流。 难点： 求开路电压和等效电阻

一、无源线性二端网络的等效电阻： 分类 ：有源二端网络和无源二端网络 等效 ：无源二端网络 个实际电压源，即

与

都可等效为一个电阻;有源二端网络 串联组合。如图4-1所示：

可等效为一

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图4-1

二、戴维宁定理： ( 等效发电机原理 ) •内容：任何一个线性有源电阻性二端网络 模型来替代，且

(

，可以用

与

串联的电路

开路端电压 ) ; = 除源后的等效电阻。

•等效图为：如上图所示。 •对外电路等效，对内电路不等效 •应用较广的为求某条支路上的电压电流。 •证明：

•当 S 开时，

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(2) 当 S 合时，

(3) 若用等效：

，

则 (2) 、 (3) 相同，对于线性有源二端网络，戴维宁定理正确。

三、计算步骤：

•将电路分为两部分，一部分是待求支路，另一部分则是有源二端网络

;

•将 开路，求 ;

•将 阻 中除源， ( 理想电压源短路处理，理想电流源开路处理 ) ，求等效电;

•将 、 待求支路连上，求未知量。 http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛 例 4-2 ： 如下图所示电路，求

、

。

解： 电路分成有源二端网络(如虚框所示)和无源二端网络两部分。对于 (b) 图所示的有源二端网络，则有：

，

，

，

四、诺顿定理： 用一个电阻 与理想电流源 并联组合代替。 ：有源二端网络短路后得到的电流。如图4-2

图4-2 作业： p63：4-

8、4-

10、4-14

第四节 最大功率传输定理 http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛 学习目标：掌握最大功率传输条件

重点：最大功率传输的分析方法及在不同情况下传输条件的运用。 难点：解题分析

一、电能输送与负载获得最大功率 •功率分配：最简单的电路模型为例

电源输出功率为 I 则 ， 与 I 成线性关系;

消耗的功率： ， 与 I 的关系为一开口向上的抛物线;

负载消耗的功率： 抛物线。

•负载获得最大功率的条件：

， 与 I 的关系为一开口向下的

当

时， 最大，

应用：如扩音机电路，希望扬声器能获得最大功率，则应选择扬声器的电阻等于扩音机的内阻。 ┈ 电阻匹配。

例 4-3 ： 有一台 40W 扩音机，其输出电阻为 8 Ω ，现有 8 Ω 、 16W 低音扬声器两只， 16 Ω 、 20W 高音扬声器一只，问应如何接?扬声器为什么不能像电灯那样全部并联?

解： 将两只 8 Ω 扬声器串联再与 16 Ω 扬声器并联，则 R 并 =8 Ω， R 总 =16 Ω。 http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

线路电流为 ，

则两个 8 Ω的扬声器消耗的功率为：

16 Ω的扬声器消耗的功率为

若全部并联，则 R 并 =8//8//16=4//16=3.2 Ω ，则 U S 不变，电流变为：

，电阻不匹配，各扬声器上功率不按需要分配，会导致有些扬声器功率不足，有些扬声器超过额定功率，会烧毁。

第五章 正弦稳态电路 第一节 正弦量的基本概念

学习目标：

1. 掌握正弦量的三要素。 2 .掌握正弦量的相位关系。 3. 掌握 有效值的定义。

4 .掌握正弦量的有效值与最大值的关系 。

重点： 正弦量的三要素、 相位关系、有效值与最大值的关系 http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛 难点： 初相

一.正弦交流电的特点

大小和方向随时间按正弦规律变化的电流称为正弦交变电流，简称交流( ac 或 AC )。我们日常生活、生产中，大量使用的电能都是正弦交流电。正弦交流电具有以下特点：

1 .交流电压易于改变。 在电力系统中，应用变压器可以方便地改变电压，高压输电可以减少线路上的损耗;降低电压以满足不同用电设备的电压等级。 2 .交流发电机比直流发电机结构简单。 二.正弦量的三要素

区别不同的正弦量需要从它们变化的快慢、变化的先后和变化的幅度三方面考虑。

1 .变化的快慢 ---- 用周期、频率或角频率描述。 (1) 周期 ： T ，秒。 (2) 频率： ， Hz 。

。

(3) 角频率 ：

* 周期越短、频率(角频率)越高，交流电变化越快。 * 工频 ，

，

2 .变化的先后 ---- 用初相角描述 (1) 相位角 (2) 初相角 ：

： t=0 时正弦量的相位角称作初相角。

* 的大小和正负与计时起点有关。 http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛 * 规定

角为正;初始值为负时，

角为负。

角为负。 * 当正弦量的初始值为正时，

* 如果正弦量零点在纵轴的左侧时， 角为正;在纵轴右侧时，

3 .变化的幅度 ---- 用最大值来描述

( 1 )瞬时值：用小写字母表示，如 e 、 u 、 i 。

( 2 )最大值：也称振幅或峰值，通常用大写字母加下标 m 表示，如

。

一个正弦量与时间的函数关系可用它的频率、初相位和振幅三个量表示，这三个量就叫正弦量的三要素。对一个正弦交流电量来说，可以由这三个要素来唯一确定：

三、相位差与相位关系 1 .相位差 ——两个正弦交流电在任何瞬时相位角之差称相位差。

* 两个同频正弦量的相位差等于它们的初相之差。规定 2 . 相位关系

。

http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

图 5-1 相位关系

①超前、滞后关系; ②同相关系( ③ 反相关系

四、正弦量的有效值

一、有效值的引入

正弦量的瞬时值是随时间变化的，这对正弦量大小的计量带来一定的困难。同时，电路的一个重要作用是电能的转换，而正弦量的瞬时值又不能确切反映能量转换的效果。因此，在电工技术中用有效值来反映正弦量的大小。字母 I 、 U 、 E 分别表示正弦电流、电压和电动势的有效值。

二、有效值的定义

周期性变化的交流电的有效值是根据它的热效应来确定的。设周期电流 热量彼此相等，则直流电流的数值称为该交流电的有效值。 根据有效值的定义可得：

和直

; ④ 正交关系

;

流电流 I 分别流入两个阻值相同的电阻 R 。如在一个周期内，它们各自产生的

有效值又称为方均根值。

三、正弦量的有效值 设正弦交流电流

，则它的有效值

即正弦交流电的有效值等于它的最大值的

(或 0.707 )倍。 http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

同理

因为正弦量的有效值和最大值有固定

。

的倍数关系，所以也可以用有效值代替最大值作为正弦量的一个要素。这样正弦量的数学表达式可写为

在工程上，一般所说的正弦电压、电流的大小都是指有效值。例如交流测量仪表所指示的读数、交流电气设备铭牌上的额定值都是指有效值。我国所使用的单相正弦电源的电压 U =220V ，就是正弦电压的有效值，它的最大值 U m =

U =

1.414×220 = 311V 。应当指出，并非在一切场合都用有效值来表征正弦量的大小。例如，在确定各种交流电气设备的耐压值时，就应按电压的最大值来考虑。 例 5-1 ： 已知 解：

求它的有效值 I 。

图5-2

例 5-2 ： 已知一周期性变化的电压波形如图 5-2 所示，求它的有效值。 解： 此电压 是非正弦的周期性交流电压， T=16s ，写出此电压的解析式。 http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

根据有效值的定义式可得：

此题说明非正弦周期量的最大值与有效值之间不是简单的 0.707 关系。 例 5-3 ：填空

1 )正弦交流电的三个基本要素是

，

，

. 2 )我国工业及生活中使用的交流电频率为

、周期为

。 3 )已知正弦交流电压

，它的最大值为

V ，频率为

Hz, 周期 T=

S ，角频率 ω =

rad/s ，初相位为

。 4 )已知两个正弦交流电流：

的

相位差为

，

超前

。 作业：p68 5-1-

3、5-1-4

第二节 正弦量的相量表示法

则 http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛 学习目标：

1.掌握复数的基本知识。 2.掌握正弦量的相量表示法。 重点：正弦量的相量表示法。 难点： 相量图

一个正弦量可以用三角函数式表示，也可以用正弦曲线表示。但是用这两种方法进行正弦量的计算是很繁琐的，有必要研究如何简化。

由于在正弦交流电路中 ,所有的电压、电流都是同频率的正弦量，所以要确定这些正弦量，只要确定它们的有效值和初相就可以了。相量法就是用复数来表示正弦量。使正弦交流电路的稳态分析与计算转化为复数运算的一种方法。

一、复数 1 .复数：形如 部， 、 均为实数，

的式子称为复数， 为复数的实部， 为复数的虚

为虚数单位。

图 5-3 复数的图示法

2 .复数的图示法

式中 为复数 A 的模，

为复数 A 的辐角。 http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛 3 .复数的表示形式及其相互转换

其中代数式常用于复数的加减运算，极坐标式常用于复数的乘除运算。 4 .复数的运算法则

①相等条件：实部和虚部分别相等(或模和辐角分别相等)。 ②加减运算：实部和实部相加(减)，虚部和虚部相加(减)。 ③乘法运算：模和 模相乘 ，辐角和辐角相加。 ④ 除法运算： 模和 模相除 ，辐角和辐角相减。

5 .共轭复数 ---- 实部相等、虚部互为相反数(或模相等、辐角互为相反数)

二、用复数表示正弦量 1 .正弦量与复数的关系

= sin(

ψ )=

[

]=

[

]

正弦电压等于复数函数 素。

的虚部，该复数函数包含了正弦量的三要2 .相量—— 分有效值相量和最大值相量 ① 有效值相量：

=

/ ψ

② 最大值相量： 3 .相量图

= / ψ http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛 在复平面上用一条有向线段表示相量。相量的长度是正弦量的有效值 I ，相量与正实轴的夹角是正弦量的初相。这种表示相量的图称为相量图。 例 5-4 ：

。 写出表示 1 和2 的相量，画相量图 。 解： 1 =100 /60 ° V 2 =50 /-60 ° V 相量图见图 5-4 。

例 5-5: 已知 1 =100 sin A ， 2 =100 sin( -120 ° )A ，试用相量法求 1 + 2 ，画相量图。

解： 1 =100 /0 ° A 2 =100 /-120 ° A 1 + 2 =100 /0 ° + 100 /-120 ° =100 /-60 ° A 1 + 2 =100 sin( -60 ° )A 相量图见图 5-5 。

图5-4 图5-5 作业：p72: 5-2-

2、5-2-

3、5-2-4 第三节 电阻元件伏安关系的相量形式

学习目标： http:// 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛 1.掌握电阻元件的相量形式

2.掌握电阻两端电压和电流之间的相量关系 重点：电阻两端电压和电流之间的相量关系 难点：相量关系和相量图

一、电阻元件的电压与电流 如图 5-6 ，设

，则有：

，

可得：

当 和 都用相量表示时，有

结论： ① 纯电阻的电压与电流的瞬时值、有效值、最大值和相量均符合欧姆定律，即

图 5-6

第五篇：5电工基础第五章教案

黔江职教中心电工基础教案

第五章正弦交流电

§5-

1、正弦交流电的基本概念

课时一

教学目的

1、了解正弦交流电的产生原理、初步理解正弦交流电表达式形式;

2、熟悉正弦交流电的三要素含义及确定方法

教学重、难点

教学重点：

1、交流电的产生、三要素含义及确定方法

2、两正弦交流电的相位差物理意义及判定方法电压表扩大量程的方法和计算。

教学难点：两正弦交流电的相位差物理意义及判定方法。 教学方法：讲授法

教学时数：三课时授完。

教

具：黑板、多媒体课件等。 教学过程：

I、复习提问：[1]直流电的定义及表示 [2]电磁感应现象

通过回顾电能的应用引入交流电及本节课题-----正弦交流电的产生 II、讲授新课：

一、 交流电的产生：

1.动手实验：按图5-3连接电路，使线圈abcd在匀强磁场中匀速转动，观察检流计的变化情况。

2.提问观察到的现象。

3.分析实验现象得出整个线圈的感应电动势为： eab=Blvsin(t  0), ecd=Blvsin(t  0), e = eab=+ecd = 2 Blvsin(t  0) = Em sin(t  0) 4.结论：发电机产生的电动势按正弦规律变化，可以向外电路输送正弦交流电。

5注意：实际电动机的构造比较复杂，线圈的匝数很多，而且嵌在硅钢片制成的铁心上，叫做电枢;磁极一般也不止一对，是由电磁铁构成的。一般多采用旋转磁极式，即电枢不动，磁极转动。

二、正弦交流电的周期、频率和角频率：

如果电流或电压的大小及方向都随时间做周期性变化，则称之为交流电。 分析说明：[1]电流大小及方向均有规律地改变;[2]为周期性变化的电流 周期性信号：指每隔相同的时间重复出现的电压及电流。 [1]周期 周期：完成一个周期性变化所需用的时间，或重复出现的时间叫做周期，用 T表示，单位S。 [2] 频率

频率：一秒钟重复出现的次数，符号F，单位HZ 。 表示: 符号f表示,单位赫兹、千赫兹、兆赫兹

例如，我们家庭用的交流的频率是50HZ，习惯上称为工频，即每秒钏做50 个周期性变化，那么完成一个周期性变化所用的时间是1/50秒，即周期是1/50秒。

周期与频率的关系：T1 f[3]角频率：

分析公式eab=Blvsin(t  0)

黔江职教中心电工基础教案

定义：一秒钟变化的角度，单位rad/s

即由交流电表达式中角频率可求出周期。举例照明电路中正弦交流电周期T=0.02S 周期与角频率间关系： T同样角频率与频率之间的关系为： 22 = 2πf T例题1：已知：正弦交流电流i1=102sin(100πt)A , i2=20sin(100πt + 2π/3)A ，分别求出它们的(1)振幅;(2)周期;(3)频率;(4)画出它们的波形图。 解：先分析正弦交流电流公式的各部分涵义。 (1)从i1=102sin(100πt)A可知

I1m = 102A

1 = 100πrad/s (2)由 2T可得 T12 2100s = 0.02s, T2=T1=0.02s 1(3)由f1T可得 f11T1150s f112T50s 2(4)波形图由同学们自己画出，并与图5-5对比。 Ⅲ、复习小结：

1.回顾正弦交流电是怎样产生的。

2. 说说什么是正弦交流电的周期、频率和角频率，它们之间的关系又是怎样的。 Ⅵ、课余作业：课本P206选择题第

1、2题. V、教学后记：

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§5-

1、正弦交流电的基本概念

课时二

教学目的

1、加深理解正弦交流电的三要素;

2、认识正弦交流电的相位和相位差。

教学重、难点

教学重点：

1、理解正弦交流电的相位和相位差;

2、两正弦交流电的相位差物理意义及判定方法。

教学难点：两正弦交流电的相位差物理意义及判定方法。 教学方法：讲授法

教学时数：一课时授完。

教

具：黑板、多媒体课件等。 教学过程：

I、复习提问：[1] 正弦交流电是怎样产生的? [2] 正弦交流电的周期、频率和角频率的含义是什么?

通过回顾表达式eab=Emsin(t  0)，分析正弦交流电的电动势(电流)的瞬时变化规律：由振幅Em和sin(t  0)共同决定。(t  0)表示的是什么呢? 导入新课：本节课，让我们共同学习相位及相位差的有关知识。 II、讲授新课：

一、相位和相位差

1.相位的意义：t时刻线圈平面与中性面之间的夹角为(t  0)。

2.相位定义：任意一个正弦量y = Asin(t  0)的中的(t  0) 称为相位。 3.初相位：相位中的0，称为初相位，可反映正弦交流电的初始(t=0)的值。 4.相位差：两个同频率正弦量的相位之差(与时间t无关)。 可证明：两个同频率正弦量的相位之差等于初相位之差。

设第一个正弦量的初相为 01，第二个正弦量的初相为 02，则这两个正弦量的相位差为 12 = 01  02

并规定 12180 或 12

两个正弦量的相位关系的讨论：

(1) 当 12 > 0时，称第一个正弦量比第二个正弦量的相位越前(或超前) 12; (2) 当 12 < 0时，称第一个正弦量比第二个正弦量的相位滞后(或落后)| 12|; (3) 当 12 = 0时，称第一个正弦量与第二个正弦量同相，投影图7-1(a)所示;

(4) 当 12 =   或 180时，称第一个正弦量与第二个正弦量反相，投影图7-1(b)所示;

(5) 当 12或 90时，称第一个正弦量与第二个正弦量正交。

2黔江职教中心电工基础教案

二、应用举例：

[1]已知u = 311sin(314t  30) V，I = 5sin(314t  60) A，则u与i的相位差是多少? 解：相位差

ui = (30)  ( 60) =  90

即u比i滞后90，或i比u超前90。

[2]正弦交流电流 i = 2sin(100t  30) A，如果交流电流i通过R = 10  的电阻时，电流的最大值、有效值、角频率、频率、周期及初相并求电功率P 解： 最大值Im = 2 A 有效值I = 2  0.707 = 1.414 A，

 = 100 rad/s f =/ 2 = 50hz T =1/f=0.02s 0=30

在一秒时间内电阻消耗的电能(又叫做平均功率)为P = I

2R = 20 W，

(3)教材例题2解析。 Ⅲ、复习巩固：

什么是相位?什么是相位差?正弦交流电与我们熟悉的直流电有什么不同呢? Ⅳ、课堂小结：

1.正弦交流电相位的意义：发电机t时刻线圈平面与中性面之间的夹角为(t  0)。2.相位定义：任意一个正弦量y = Asin(t  0)的中的(t  0) 称为相位。 3.初相位：相位中的0，称为初相位，可反映正弦交流电的初始(t=0)的值。 4.相位差：两个同频率正弦量的相位之差(与时间t无关)。 Ⅴ、课余作业：P204填空第

1、2题。

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§5-

1、正弦交流电的基本概念

课时三

教学目的

1、加深理解正弦交流电的相位和相位差;

2、理解正弦交流电的有效值。

教学重、难点

教学重点：

1、理解正弦交流电的有效值;

2、掌握正弦交流电的有效值与最大值的相互关系。

教学难点：理解正弦交流电的有效值。 教学方法：讲授法

教学时数：一课时授完。

教

具：黑板、多媒体课件等。 教学过程：

I、复习提问：[1] 正弦交流电的瞬时值与哪些因素有关? [2] 正弦交流电的相位及相位差的含义是什么?

交流电与直流电有着明显的不同，但是它们又具有相同的做功效果。比如，交流电与直流电都可以将一壶水烧开。我们把交流电与直流电等效的数值称为交流电的什么呢?这一工我们就来共同学习“交流电的有效值”。 II、讲授新课：

一、交流电的有效值

1.有效值由来：在电工技术中，有时并不需要知道交流电的瞬时值，而规定一个能够表征其大小的特定值——有效值，其依据是交流电流和直流电流通过电阻时，电阻都要消耗电能(热效应)。

设正弦交流电流i(t)在一个周期T时间内，使一电阻R消耗的电能为QR，另有一相应的直流电流I在时间T内也使该电阻R消耗相同的电能，即QR = I2RT。

就平均对电阻作功的能力来说，这两个电流(i与I)是等效的，则该直流电流I的数值可以表示交流电流i(t)的大小，于是把这一特定的数值I称为交流电流的有效值。

2.有效值定义：

相同时间内让一直流电和交流电通过同一段电阻，若产生的热量相同，则把该直流电大小称为该交流电的有效值。

3.有效值与最大值间关系：

理论与实验均可证明，正弦交流电流i的有效值I等于其振幅(最大值)Im的0.707倍，即

IIm0.707Im

2UUm2Em20.707Um

E0.707Em

4.通常所说的交流电的电流、电压 、电动势的值，不作特殊说明都是指有效值，如市电电压是220V，是指其有效值为220V;交流电流表、电压表上的刻度指示数值都是指有效值。

5.在选择电器的耐压值，必须考虑电压的最大值。例如，耐压为220V的电容器就不能接到有效值为220V的交流电路上，因为电压的有效值为220v时，电压的最大值

Um=2U=1.414×220V = 311V

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会使电容器因击穿而损坏。

二、例题分析：一个正弦交流电流在t=0时刻，它的瞬时值i(0)=1A，其初相0=6，试求它的有效值。

解：设正弦交流电的瞬时值的表达式为：

i(t) = Imsin(t  i0) 将t=0、i(0)=

1、0=6代入上式，得到

i(0)= Imsin(×0  6)= Imsin(6) = 1A 则

Im = 2A 再根据有效值与最大值的关系，求出有效值为

IIm20.707Im≈1.414A Ⅲ、课堂小结：

1. 交流电的有效值; 2. 交流电的最大值;

3. 交流电的有效值与最大值的关系。

Ⅵ、课余作业：课本P204填空

3、4题。 V、教学后记：

第五章

正弦交流电

§5-

2、旋转矢量

课时一

教学目的

黔江职教中心电工基础教案

1、熟悉正弦交流的瞬时值表达式及波形图的表示方法;

2、理解正弦交流的旋转矢量的表示方法; 教学重、难点

教学重点：正弦交流的瞬时值表达式及波形图的表示方法 教学难点：波形图的表示方法，旋转矢量的表示方法 教学方法：讲授法

教学时数：两课时授完。

教

具：黑板、多媒体课件等。 教学过程：

I、复习提问：[1]正弦交流电的三要素及判定方法;

[2]相位差的定义及相关物理意义。

由正弦交流电的表示最常见解析式及波形图方法引入课题 --正弦交流电的表示方法 II、讲授新课：

一、正弦交流电的解析式表示法

定义：用三角函数式表示正弦交流电随时间变化规律的方法。 例：正弦交流电动势、电流及电压解析式：

e = Emsin(t  e) u = Umsin(t  u) i = Imsin(t  i)

引导学生理解解析式中各符号的物理含义。

二、波形图表示方法

说明正弦交流电可在实验室用波形图观察到，将其在建立的直角坐标系中直观画出随时间变化的曲线，这种用正弦波形图表示正弦交流电的方法，称为波形图方法。

画法：以熟悉的初相为0的正弦函数a(t) = Amsint 的波形为参照,根据所需表示的正弦交流电的初相判定超前或滞后关系，将波形起始点前移或后移相应角度，结合最大(有效)值调整幅值，并按波形的自然趋势补充完整。

结合上例u = 311sin(314t  45) V，i = 4sin(314t  90)分别画出相应波形图。[略] 两种表示方法比较：均为直观表示法，简单明了反映正弦交流电的三要素，及任一时刻的瞬时值。

缺点：难以实现加减及乘除的运算。

三、矢量图表示方法：

[1]旋转矢量表示方法：结合图4-11投影或教材配套多媒体光盘“旋转矢量”演示。

说明：[1]矢量长度正比于最大值;[2]矢量初始夹角为正弦量的初相;[3]矢量以角速度沿逆时针方向匀速转动;[4]旋转矢量在纵轴上的投影即为相应时刻的瞬时值。

小结：旋转矢量能体现正弦交流电的三要素，又能反映正弦量的瞬时值，是一种间接完整表示正弦交流电的方法。 [2]正弦量的矢量图表示方法：

定义：用初始位置的矢量来表示正弦量：矢量的长度与正弦量的最大值或有效值成正比;矢量与横轴正方向的夹角等于初相。这种表示方法称正弦量的相量图表示方法。 例如，用矢量图表示e = Emsin(t  e)

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矢量长度=E m 矢量与横轴夹角=初相位0 .矢量以角速度1按逆时针方向旋

说明1.表示正弦量的的矢量称为相量;

2.表示是大写电压、电流字母上加黑点; 3.分最大值相量、有效值相量;

4.把同频率的几个正弦量，在同一坐标系中用相量表示的图。Ⅲ、课堂小结：

1.正弦交流电的解析式表示法; 2.交流电的最大值;

3.交流电的有效值与最大值的关系。

Ⅵ、课余作业：课本P204填空5题。 V、教学后记：

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第五章

正弦交流电

§5-

2、旋转矢量

课时二

教学目的

1、巩固正弦交流的瞬时值表达式及波形图的表示方法;

2、巩固正弦交流的旋转矢量的表示方法;

3、掌握正弦交流的有效值相量图及运算方法。 教学重、难点

教学重点：正弦交流的有效值相量图及运算方法 教学难点：正弦交流的有效值相量图及运算方法 教学方法：讲授法

教

具：黑板、多媒体课件等。 教学过程：

I、复习提问：[1]怎样画出交流电的波形图?

[2]如何画出交流电的旋转矢量图?

我们该怎样利用正弦交流电的旋转矢量图对同频率的正弦量进行加减运算呢? II、讲授新课 相量的运算：

相量图表示的意义：采用相量图表示正弦量，繁琐的三角函数加、减运算可转化为简便、直观的矢量的几何运算

说明：[1]该方法局限于同频率正弦量的求和、差运算，不能用于不同频率的运算。

[2]矢量的和、差运算遵循矢量的平行四边形法则。 [3]运算过程中同频率，即频率不变原则。 应用举例：

OO两正弦电压u1(t) = 311sin(100πt  60)V，u2(t) = 141sin(100πt60)A,试用相量法求两电流之和i1+i2及差i1-i2。 仿照练习：

一正弦电压u = 311sin(314t  30) V，电流i = 4.24sin(314t  45) A用有效值相量表示。

U/u 解：(1) 正弦电压u的有效值为U = 0.7071  311 = 220 V，初相 u = 30，所以它的相量为U= 220/30 V (2) 正弦电流i的有效值为I = 0.7071  4.24 = 3 A，初相i = 45，所以它的相量为I=I/i = 3/45 A 例题分析：

[2]把下列正弦相量用三角函数的瞬时值表达式表示，设角频率均为：

5/60 A 120/37 V ; (2) I(1) U解: u =1202sin( t  37) V，

i = 52sin( t + 60) A

[3]已知 i1 =32sin( t  30) A，i2 = 42sin( t  60) A。

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试求：i1  i2 解: 首先用复数相量表示正弦量i

1、i2。 解题过程 ：[略] [2]练习画出上题中两电流的波形图。 Ⅲ、课堂小结：

正弦交流电常见直观表示方法有波形图和解析式的方法，这两种由于直观明了，常见于电路定性分析中;而矢量图及相量表示法由于作图计算的方便性，常用于辅助计算，但精确度不高。几种方法的综合使用，为我们分析交流电路提供了良好的工具。 Ⅵ、课余作业： P206判断第1,2,3题。 V、教学后记：

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第五章

正弦交流电

§5-

3、纯电阻电路

教学目的

1. 掌握纯电阻元件的正弦交流电路的组成;

2. 掌握纯电阻元件的正弦交流电路的电压电流关系; 3. 掌握纯电阻元件的正弦交流电路的功率。

教学重、难点

教学重点： 1. 纯电阻元件的正弦交流电路的电压电流关系;

2. 纯电阻元件的正弦交流电路的功率。

教学难点：纯电阻元件的正弦交流电路的电压电流关系; 教学方法：讲授法

教学时数：一课时授完。

教

具：黑板、多媒体课件等。 教学过程：

I、导入新课：请列举我们家中电阻性质的负载，你知道这种性质的电器工作时电路中的电流与电压之间的关系吧?这节课让我们一起探究纯电阻电路的有关知识。 II、讲授新课：

什么是纯电阻电路?只含有电阻元件的交流电路叫做纯电阻电路，如含有白炽灯、电炉、电烙铁等电路。

一、 电压、电流的间数量关系

1.动手：实际探究电压、电流的间数量关系。

2.实验现象：从电流表、电压表的读数看出，电压有效值与电流有效值之间成正比，比值等于电阻的阻值。

3.得出结论：纯电阻电路中 ,电流最大值与电压最大值之间的关系服从欧姆定律。设加在电阻R上的正弦交流电压瞬时值为u = Umsin( t)，则通过该电阻的电流瞬时值为

iuUmsin(t)Imsin(t) RR其中

ImUm R由于纯电阻电路中正弦交流电压和电流的振幅值之间满足欧姆定律，因此把等式两边同时除以2，即得到有效值关系，即

U 或 URI R这说明，正弦交流电压和电流的有效值之间也满足欧姆定律。 I

二、电压、电流间相位关系

1.动手：实际探究电压、电流间相位关系。

2.实验现象：电流表和电压表的指针同时到达左边最大值，同时回到零值，又同时到达右边最大值，即电流表与电压表同步摆动。

3.得出结论：电阻与电压、电流的瞬时值之间的关系服从欧姆定律。设加在电阻R上的正弦交流电压瞬时值为u = Umsin( t)则流过电阻的电流则为

i=imsin( t)

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电阻的两端电压u与通过它的电流i同相。 公式表示纯电阻电路中电流电压关系：

i

三、纯电阻电路的功率 1.瞬时功率

P=ui

若 i=Im sin( t) 则R两端的电压为

uR=Um sin( t)

代入则有

uR R

P=ui= Um sin( t) Im sin( t)= UmIm sin( t)=UI-UIcos2( t) 作图分析，得出结论：瞬时功率的大小作周期性变化，变化的频率是电流或电压的两倍，电流、电压同相，功率P≥0，其中最大值是2UI，最小值是零。 2.平均功率

瞬时功率在一个周期内的平均功率称为平均功率，用大写字母P表示，则有

P=UI=RI=U R式中U——R两端电压有效值，符号为V; I——R流过电阻的电流有效值，单位是安，符号为A;

R——用电器的电阻值，单位是欧，符号为; P——电阻R消耗的电功率，单位是瓦，符号为W。

电阻是耗能元件，电阻消耗电能说明电流做了功，从做功的角度讲又把平均功率叫做有功功率。

结论：

(1) 纯电阻交流电路中，电流和电压同相位。

(2) 电压与电流的最大值、有效值和瞬时值之间都服从欧姆定律。 (3) 有功功率等于电流有效值与电阻两端电压的有效值之积。

【例题】在纯电阻电路中，已知电阻R = 44 ，交流电压u = 311sin(314t + 30) V，求通过该电阻的电流大小?并写出电流的解析式。

7.07u5A 解：解析式 i7.071sin(314t + 30) A，大小(有效值)为IR2Ⅲ、课堂小结：

1.纯电阻交流电路中，电流和电压同相位。

2.电压与电流的最大值、有效值和瞬时值之间都服从欧姆定律。 3.有功功率等于电流有效值与电阻两端电压的有效值之积。 Ⅵ、课余作业：课本P126小练习

1、

2、3题。 V、教学后记：

222黔江职教中心电工基础教案

第五章正弦交流电

§5-

4、纯电感电路

教学目的

1. 掌握纯电感电路电压与电流的关系及旋转矢量图。

2. 掌握感抗、有功功率与无功功率的概念及计算方法。

教学重、难点

教学重点：1. 纯电感元件的正弦交流电路的电压电流关系;

2. 纯电感元件的正弦交流电路的功率。 教学难点：1. 纯电感元件的正弦交流电路的电压电流关系;

2. 感抗的概念;

教学方法：讲授法

教学时数：2课时授完(只讲授第一课时)。 教

具：黑板、多媒体课件等。 教学过程：

I、复习提问：[1]直流电的定义及表示 [2]电磁感应现象

通过回顾电能的应用引入交流电及本节课题--正弦交流电的产生 II、讲授新课：

一、电感对交流电的阻碍作用

1.感抗的概念

反映电感对交流电流阻碍作用程度的参数叫做感抗

2.感抗的因素

纯电感电路中通过正弦交流电流的时候，所呈现的感抗为

XL=L=2fL

式中，自感系数L的国际单位制是亨利(H)，常用的单位还有毫亨(mH)、微亨(H)，纳亨(nH)等，它们与H的换算关系为

1 mH = 103 H，1 H = 106 H ，1 nH = 109 H。

如果线圈中不含有导磁介质，则叫作空心电感或线性电感，线性电感L在电路中是一常数，与外加电压或通电电流无关。

如果线圈中含有导磁介质时，则电感L将不是常数，而是与外加电压或通电电流有关的量，这样的电感叫做非线性电感，例如铁心电感。

3.线圈在电路中的作用

用于“通直流、阻交流”的电感线圈叫做低频扼流圈，用于“通低频、阻高频”的电感线圈叫做高频扼流圈。

二、电感电流与电压的关系 1.电感电流与电压的大小关系

电感电流与电压的大小关系为

黔江职教中心电工基础教案

IU XL显然，感抗与电阻的单位相同，都是欧姆()。

2.电感电流与电压的相位关系

电感电压比电流超前90(或 /2)，即电感电流比电压滞后90，如图8-2所示。

【例8-2】 已知一电感L = 80 mH，外加电压uL = 502sin(314t  65) V。试求：(1) 感抗XL ，(2) 电感中的电流IL，(3) 电流瞬时值iL。

解：(1) 电路中的感抗为

XL = L = 314  0.08  25 

(2)

IUL50LX2A L25(3) 电感电流iL比电压uL滞后90°，则

iL22sin(314t25)A

Ⅲ、课堂小结：

1. 电感电流与电压的大小关系;

2. 电感电流与电压的相位关系。

Ⅵ、课余作业：课本P116小练习

1、2. V、教学后记：

黔江职教中心电工基础教案

第五章正弦交流电

§5-

5、纯电容电路

教学目的

1. 掌握纯电容电路电容元件的电压与电流关系及旋转矢量图。

2. 掌握纯电容抗、有功功率及无功功率。

教学重、难点

教学重点： 1. 纯电容元件的正弦交流电路的电压电流关系;

2. 纯电容元件的正弦交流电路的功率。

教学难点：纯电容元件的正弦交流电路的电压电流关系; 教学方法：讲授法

教学时数：一课时授完。

教

具：黑板、多媒体课件等。 教学过程：

I、复习提问：[1]直流电的定义及表示 [2]电磁感应现象

通过回顾电能的应用引入交流电及本节课题--正弦交流电的产生 II、讲授新课：

一、电容对交流电的阻碍作用

1.容抗的概念

反映电容对交流电流阻碍作用程度的参数叫做容抗。容抗按下式计算

11XL

C2fC容抗和电阻、电感的单位一样，也是欧姆()。

2.电容在电路中的作用

在电路中，用于“通交流、隔直流”的电容叫做隔直电容器;用于“通高频、阻低频”将高频电流成分滤除的电容叫做高频旁路电容器。

二、电流与电压的关系

1. 电容电流与电压的大小关系

动手实验探究纯电容电路中电流与电压的关系

电容电流与电压的大小关系为

UI

XC2. 电容电流与电压的相位关系

动手实验探究纯电容电路中电流与电压的关系

电容电流比电压超前90(或 /2)，即电容电压比电流滞后90，如图8-3所示。

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图 设电容器两端电压为

电容电压与电流的波形图与相量图

Uc=Umsin ( t) 则电路中的电流为

i= Umsin ( t)

三、 纯电容电路的功率

1. 瞬时功率

纯电容电路的瞬时功率等于电压瞬时值与电流瞬时值之积，即

P=ui= Umsin ( t) Umsin ( t)=2U sin ( t)×2Icos( t)=UIsin 2( t) 结论：纯野心家电路的瞬时功率P是随时间按正弦规律变化的，它的频率为电流或电压频率的2倍，振幅为UI，从图中不能发现，纯电容电路的有功功率为零。说明纯电容电路不消耗电能。

2. 无功功率

同纯电感电路相似，虽然纯电容电路不消耗能量，但是电容器和电源之间进行着能量的交换。为了表示电容器与电源能量交换的多少，把瞬时功率的最大值叫做电容器的无功功率，即

Qc = UcI 式中Uc——电容器两端电压有效值， I——电路中电流有效值;

Qc——容性无功功率，单位是乏，符号为 var。 容性无功功率的公式还常写成

Qc = UcXc=XcI

【例题】已知一电容C = 127 F，外加正弦交流电压uC202sin(314t20)V，试求：(1) 容抗XC;(2) 电流大小IC;(3) 电流瞬时值iC。

1解：(1) XC25

CU200.8A (2) ICXC25(3) 电容电流比电压超前90，则iC0.82sin(314t110)A Ⅲ、课堂小结：

1. 电容电流与电压的大小关系; 2. 电容电流与电压的相位关系; 3. 纯电容电路的功率。

Ⅵ、课余作业：课本P116小练习

1、2. V、教学后记：

22黔江职教中心电工基础教案

第五章

正弦交流电

§5-

6、RL串联电路

教学目的

1. 掌握RL串联电路的分析方法。

2. 掌握RL串联电路中的阻抗及电压三角形和阻抗三角形的概念。

教学重、难点

教学重点：掌握RL串联电路的分析方法。

教学难点：掌握RL串联电路中的阻抗及电压三角形和阻抗三角形的概念。 教学方法：讲授法

教学时数：两课时授完(第一课时)。 教

具：黑板、多媒体课件等。 教学过程： I、 导入新课：请同学们在实验中测量日光灯电源电压、镇流器电压和灯管两端电压。 为什么U≠UR+UL呢?你对日光灯这种电路了解吗?本节课让我们共同学习RL串联电路。 II、讲授新课：

一、 RL串联电路电压间的关系

由于纯电阻电路中电压与电流同相，纯电感电路中电压的相位超前电流2，又因为串联电路电流处处相同，所以RL串联电路各电压间相位不相同，电流与总电压的相位也不相同。

电阻与电压、电流的瞬时值之间的关系服从欧姆定律。设加在电阻R上的正弦电流瞬时值为

iImsin(t)

则电阻两端的电压为

uR=URmsin( t) 电感线圈两端电压u为

UL= ULsin( t+) 2电路的总电压为

u=uR+uL

作出矢量图，三者构成直角三角形，叫做电压三角形，可以得到电压 间的数量关系

U2=U2R+ U2L

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LgR总电压的相位超前电流 arctU

U从电压三角形中，还可以得到总电压与各部分电压之间的关系

UR=Ucos

UL=Usin

二、RL串联电路的阻抗

在电阻、电感串联电路中，电阻两端电压UR=RI,电感两端电压UL=XLI,将它们代入(5-20)中整理后得

I=

UR2X2ULZ

电路的阻抗

ZR2X2L

电压 与电流的相位差

arctaxlR n的大小只与电路参数R、L和电源频率有关，与电压、电流的大小无关。

由阻抗三角形还可以得到电阻、感抗与阻抗的关系式：

R=Zcos

XL=Zsin

Ⅲ、课堂小结：

1. RL串联电路的总电压与R和L的电压有着怎样的关系; 2. RL串联电路的阻抗与R的电阻和L的感抗有着怎样的关系; Ⅵ、课余作业：课本P142小练习第1题 V、教学后记：

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第五章

正弦交流电

§5-

7、RC串联电路

教学目的

1. 理解RC串联电路的分析方法。

2. 掌握RC串联电路中的阻抗及电压三角形和阻抗三角形的概念。

教学重、难点

教学重点：掌握RC串联电路的分析方法。

教学难点：掌握RC串联电路中的阻抗及电压三角形和阻抗三角形的概念。 教学方法：讲授法

教学时数：一课时授完。

教

具：黑板、多媒体课件等。 教学过程：

导入新课：在电子技术中，经常会见到电阻与电容的串联电路，比如，阻容耦合放大器、RC振荡器、RC移相电路等，你对这种电路了解吗?本节课让我们共同认识RC串联电路。 II、讲授新课：

一、 RC串联电路电压间的关系

由于纯电阻电路中电压与电流同相，电容两端电压的相位滞后电流，又因为串联电路电流处处相同，所以RC串联电路各电压间相位不相同，电流与总电压的相位也不相同。

电阻与电压、电流的瞬时值之间的关系服从欧姆定律。设加在电阻R上的正弦电流瞬时值为

2iImsin(t)

则电阻两端的电压为

uR=URmsin( t) 电感线圈两端电压u为

uc=Ucsin( t-)2 则电路总电压瞬时值应是各元件上电压瞬时值之和，即

u=uR+uc

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作出矢量图，三者构成直角三角形，叫做电压三角形，可以得到电压 间的数量关系

U2=U2R+ U2c

LgR总电压的相位超前电流 arctU

U从电压三角形中，还可以得到总电压与各部分电压之间的关系

UR=Ucos

Uc=Usin

二、RL串联电路的阻抗

在电阻、电感串联电路中，电阻两端电压UR=RI,电感两端电压UL=XCI,将它们代入(5-20)中整理后得

I=

UR2X2UCZ

电路的阻抗

ZR2X2C

电压 与电流的相位差

arctaXnCR

的大小只与电路参数R、L和电源频率有关，与电压、电流的大小无关。

由阻抗三角形还可以得到电阻、容抗与阻抗的关系式：

R=Zcos

XC=Zsin

Ⅲ、课堂小结：

3. RC串联电路的总电压与R和C的电压有着怎样的关系; 4. RC串联电路的阻抗与R的电阻和C容抗有着怎样的关系; Ⅵ、课余作业：课本P142小练习第1题 V、教学后记：