作为一位不辞辛劳的人民教师,通常需要准备好一份教案,编写教案有利于我们准确把握教材的重点与难点,进而选择恰当的教学方法。教案应该怎么写才好呢?以下是小编整理的《电工电子基础知识教案》,仅供参考,希望能够帮助到大家。
第一篇:电工电子基础知识教案
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。
Rl 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:>107m
半导体:10-6m< <107m
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 R2R1 R1(t2t1)
R2R1 [1(t2t1) ]
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:模拟电子技术基础课程电子教案
前
言
模拟电子技术基础课程电子教案是根据本课程的教学基本要求和作者三十多年的教学经验而制作的,与《模拟电子技术基础(第三版)》配套使用,也可作为教授有关课程的教师和学生的参考资料。
本电子教案(以下简称教案)具有以下特点:
一、以《模拟电子技术基础(第三版)》为线索,按专题组成教案。
本教案基本以《模拟电子技术基础(第三版)》的章节为线索,将课程按专题分为30讲,以绪论开始,以复习与考试结束。每一讲是一个完整的教学内容,因而长短不一。
读者可根据不同的教学对象和教学计划,每一讲用1~4学时完成,也可根据授课教师的特点,重新组合教学内容的顺序。
本教案在个别地方重新组合了教材的内容,以分散难点,利于教学。例如,将场效应管(教材中1.4节)和场效应管放大电路(教材中的2.7节)合为一讲。
建议学时见“模拟电子技术基础课程课堂教学安排(64学时)”。
二、本教案突出重点,简明扼要,目的明确,利于教学。 教材《模拟电子技术基础(第三版)》的篇幅较大,内容丰富,不可能也没有必要均通过课堂教学来达到教学目的。本教案反映课程的重点和需要教师点拨的内容,体现出作者的讲课要点和思路,提纲携领,为教师的即兴发挥留有余地,利于形成各自的教学风格。
在每一讲第一片幻灯片的备注中均给出本节课的教学目的,在关键部分的备注均给出作者的意图,利于应用。
三、本教案特别注意对学生启发引导,交流互动,并留有余地,注重培养他们的创新意识。
本教案不但涵盖了课程的基本内容,而且尽可能使学生在掌握基本概念、基本电路和基本分析方法的基础上了解电子电路的构思方法和分析方法的由来,学习科学的思维方法。
因此,教案中在讲授知识的过程中经常提出问题与学生讨论,引导学生自己得到正确的结论;不少专题还留有未解决的问题,促使学生进一步思考,开发他们的潜智。
而且,几乎在每一讲的最后都针对本讲的重要问题提出讨论。这些讨论题特别注重其启发性和知识应用的综合性,有些还具有设计性和答案的多样性。讨论题具有很大的弹性,教师可根据授课对象和授课时间决定这一部分的学时,也可将这一部分作为讨论课的内容。
本教案由清华大学华成英制作,由于作者的水平有限,定有疏漏和不妥之处,敬请读者批评指正。
作者 于清华园
2005.3.30
第四篇:电工基础教案(最终版)
电工基础概念
一、物质结构
自然界的一切物质都是由分子组成. 原子核(带正点荷) 即:分子-----原子电子(带负电荷) 自由电子--------在原子之间自由运动的电子。
二、物体的带电
电 荷 有 两 种:
1、正电荷
2、负电荷
电 荷 的 性 质: 同性电荷相排斥,异性电荷相吸引。
电荷的分离方法:摩擦生电,静电感应,电磁感应,光电感应,热电感应,化学效应等。
三、电场、电场强度
我们知道相排斥或吸引使物体之间有力的作用。 电 场--------带电体周围存在着斥力或引力的范围。
电 场 的 特 性--------对处于电场中的电荷产生作用力。▪▪▪▪▪▪▪▪ 电 场 力--------电场的作用力。
电 场 强 度---------电荷在电场中受力大小和带电体所带电荷多少成正比。
电场强度方向--------正电荷所受的方向。电位:N/C V/M
四、电 流 电流-------- 电流方向--------规定以正电荷运动的方向。
电流强度--------每秒钟通过导线中某一截面的电荷量。
公式: I = Q/T (A) Q---电荷量(库仑)T---时间(秒) 单位换
五、电位和电位差(电压)
电位------电场中某点和参考点。(零电位点)之间的电压。
1 电位差------电路中任意两点之间的电位之差叫电位差,或叫电压。用U表示,单位:伏特(V)
区别:电位与零电位选择有关、电压与零电位选择有关。
六、电 阻
电阻------导体对电流的阻碍作用,用R或r表示。电位: 单位换算: 1(kΩ) = 103(Ω) 1(MΩ) = 103(kΩ) = 106(Ω)
公式: R =ρ式中:R-------电阻 Ω ρ-----电阻率 Ω.mm2/m L------导体长度 M S----- 导体截面积 mm 直流电路
一、电路的组成: 由电源、负载、导线和开关等组成。
二、电路定律; U E 部分:;全电路: R R + r
2、 基尔霍夫定律:
(1)第一定律(节点电流定律) 支 路每条分支。
节 点三条或三条以上支路的汇交点。 网 孔最简的回路。 回 路任何一个闭合的通路。
节点电流定律:流入节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和。 即: ∑I入= ∑I出 如图: 1 + I2 = I3 E或 I1 + I2 – I3 = 0规定: 流入节点的电流为正,流出的为负。
2 (3)第二定律(电压回路定律)
电压回路定律:在任意回路中,电动势的代数和恒等于各电阻上电 压降的代数和。 即:∑E = ∑IR
注意:与绕行方向相同的电动势和电压降为正。 与绕行方向相反的电动势和电压降为负。
三、电阻的串联、并联电路(有分压作用)
1、电阻的串联电路:将几个电阻首尾依次相联接所构成的电路。 特点: I = I 1 = I2-------- = In I R = R1 + R2 ----- = Rn U = U 1+ U 2----- = Un
2、电阻的并联电路: 将几个电阻首与首、尾与尾联接起来构成的电路。 特点:U = U1 = U2 ---- = Un I = I1 + I2 ---- = In 1 1 1 R1 . R2 1 + R2 两个电阻串联R1 + R2
3、电阻的混联电路: 即有电阻的串联又有电阻的并联的电路。 计算步骤: (1) 简化电路.求总电阻(等效电阻)。 (2) 用欧姆定律求总电流。 (3) 根据总电流,求出各支路电流。
四、电功和电功率:
1、电功——电流所作的功。——电压(V) UI——电流 (A)
公式: W = UIT =I2 RT = ——.T T——时间 (S)
——电功 (J)或W.S 电功的实用单位: 1千瓦.小时 = 1度
2、电功率——单位时间内所消耗的电能。 公式: 直流电: P = E.I U2 3 交流电: P =W.T = UI =I2R单位换算:1KW = 10 3 W 1MW = 10 3 KW = 10 6 W 1mW = 10-3 W §1——3 电 与 磁
一、磁 场:
磁 场 —— 有磁力存在的空间。磁场的强弱用磁力线表示。 磁场的方向 —— 磁力线上每一点的切线方向。
磁 极 —— 磁力线最密的地方。 南极:S 北极:N 磁 极性 质 —— 通同性磁极相排斥、异性磁极相吸引。
磁力线方向 ——外部由N极指向S极、内部由S极指向N极。是闭合的。
一、 通电导线的磁场:
1、通电导线的磁场方向 : (右手定则)
2、通电线圈的磁场方向: (右手定则)
3、磁场对载流导线的作用力:(电动机原理) (左手定则)
1、当F垂直B时; 电磁力:F = BI L (N)
2、当F不垂直B时; 电磁力:F = BI L .sinα 式中: I------(A)
二、 电磁感应
1、 感应电动势的产生;
当导线周围的磁场发生变化时,导线中将产生 感应电动势。
2、感应电动势的方向: (发电机原理)右手定则
3、楞次定律: 感应电流产生的磁场总是阻碍原来磁场的变化。
4、感应电动势的大小:
(1) 当V垂直B时; E = BLV 4 (2) 当V不垂直B时; E = BLV.sinα (3) 当V平行B时; E = BLV.Sin00 = 0 式中2 )
三、自感和互感: 自感---- 由于线圈本身的电流变化而在线圈内部产
生的电磁感应现象,叫自感现象。
互感 ----由于一个线圈中电流发生变化,而在相邻的 另一个线圈中引起的电磁感应的现象。 §1——4 单相交流电路
一、频率和周期的关系: F = —— (HZ) 表达式; e = E m shi (ωt +φ) u = Um shi (ωt +φ) I = I m shi (ωt +φ)
二、正眩交流电的三要素: 最大值、角频率 、初相角
三、相位: 1、当两个相位差为零时 ,称为同相位。相位差为90o时 ,称为正交。
3、当两个相位差为180o时 ,称为反相位。
四、交流电的有效值; Im I = —— = 0.707 Im √2 Um U = —— = 0.707 Um √2 Em E = —— = 0.707 Em √2
2、当两个
五、 单相交流电路:
1、纯电阻电路 ----电阻起主要作用的电路。 (1) 电压与电流的关系: u = Um sinωt u Um sinωt i = — = R R 则: Um U I = —— ; I = —— R R (2) 波形图: (3) 矢量图: U I (4 ) 电功 : 瞬时功率 p = u I = I 2 R U2 平均功率 p = U I = I 2 R = ——
三相交流电动势的产生: e u = E m sin ωt e V = E m sin (ωt —1200) e W = E m sin (ωt + 1200)
相序 —— 三相电动势达到最大值先后次序。 正相序 ——
(黄、绿、红色线) 负相序 ——(绿、黄、红色线)
二、相电源的接法:
1、三角形接法(△) U 线 = U 相 I线 = √3 I 相 B
2、星形接法
I 线 = I 相 U线 = √3 U 相
三、三相功率: 总 功 率 P 总 = 3 U相 .I相 COSΦ相 或
P 总 =√ 3 U线 .I线 COSΦ相
无功功率 Q = 3 U相 .I相 SinΦ相 = √ 3 U线 .I线 SinΦ相
6 Φ相 是指 I相与U相之间的相位差。 视在功率: S = √ P + Q = √ 3 U线 .I线
四、相交流感应异步电动机的工作原理:(左手定则) 三相定子绕组通人三相对称的正弦交流电时,在电动机的定子和转子之间气隙中,就形成旋转磁场。在定子旋转磁场的作用下,转子导体导条或绕组因电磁感应作用而产生感应电流,这样转子导体在旋转磁场中受到电磁力的作用,产生电磁力矩,驱动转子按旋转磁场的转向转动。
ωt = 00 ωt = 600 ωt =1200
1——6 晶体管基础知识 ωt = 1800 §
一、 半导体PN结二极管
1、半导体—— 锗、硅、砷和大多数的金属氧化物以及金属流化物都是半 导体 。
2、PN结的形成—— 单纯的P型或N型半导体的导电能力虽强,但不能直
接做晶体管。我们设法使这 块半导体一半是P型、一半是 N型,它们的交界处就会形成PN结。 如图: 符号;
3、特 点; PN结具有单向导电性。
4、用 途: 整流。
5、注意事项: (1) 电流应小于最大的正向电流。 (2 ) 电压应小于最高反向电压。 (3) 焊接速度要快,不能过热。 (4) 极性必须判别正确。
二、晶体三极管:
1. 结 成 —— 由两个PN结构成。 如图: 或
2、型 号 ——型(锗管) 型(硅管)
3、作 用: 放大
4、 发射极电流 == 基极电流 + 集电极电流 (Ie =Ib + Ic)
5、应注意 : (1)必须有足够的放大倍数,但也不能过大,否则稳定性 差。
(2)Ie与 Ic之间的反向电流要小(Iceo 小) (3)电流、电压、功率不能超过管子的最大允许值。 (4)正确判断三极管的三个极性。 (用万用表测)
三、 晶闸管 (可控硅): K (阴极) 第二章 电气故障
§2——1 触电事故的种类及电流对人体的危害 一, 电气故障主要包括: 1 电流伤害事故
是电流流经人体所发生的事故,在高压触电事故中,往往不是人体触及带电体,而是接近接近带电体至一定距离时,空气等介子被击穿放电造成的。
2 电磁场伤害事故
人体在电磁场下,吸收辐射能量,会受到不同程度的伤害。 3 雷击事故
8 雷击时一种自然灾害。电气设备应由完善放雷措施。 4 静电事故
静电事故是指生产过程中产生的 有害静电酿成的事故。 5 电路事故
电路事故属于设备事故,可造成设备损坏及火灾爆炸。
二、触电事故的种类 及方式§3——1 电流对人体的影响
一、电流的生物效应
电流流入人体产生的效应 :热效应 化学效应 刺激
二、电流对人体伤害的因素:
1、电流强度 :热效应和化学效应与电流强度成 正比。几十 (MA)的电流可引起生命危险。
2、 电流的性质:(1)28——300HZ对人体影响最大。 40——60HZ 对人体伤害最严重。
(2)F增高对人体危害较小,当F >20000HZ 对人体危害明显减小。 (3)交流电比直流电危害大。
3、电流的路径: 当电流经过心脏、肺和中枢神经系统时, 对人的伤害最大。
§3——2 人体电阻几安全电压:
1、人体阻抗: R≈ 500Ω 2. 人体耐压: U< 50 V 3. 安全电压: 是由专门供电系统供给的电压。将人身上的电压限 制在某一范围之内,使电压通过人体的电流不超过 允许的范围。我国安全电压共有五种:42v、36v、
9 24v、12v和6v。
如; 特别危险环境中使用的手动电动工具应采用42V。 有电击危险环境中使用的手持灯具应采用36或24V。
金属容器内、特别潮湿处等特别危险环境中使用的手持灯具应采用12V。 水下作业等因采用6V。
注意;当电气设备采用24V以上安全电压时,必须采用直接接地。
4、电源和回路配置:
(1) 安全电源: 通常采用安全隔离变压器作为安全电压的电源。 还有同等隔离能力的发电机、蓄电池、电子装置 等均可做成安全电源。但不管采用什么电源,安 全电压边均应与高压边保持加强绝缘 第四章 :防触电的安全措施
为了搞好安全用电,必须采取措施防止直接接触带电体。
如:绝缘、遮拦和阻挡物、电气间隙和安全距离、安全电压和安全电源、漏电
保护等都是防止直接接触电击的防护措施。
第五篇:电子技术基础教案 1.电子技术基础绪论、直流电路
《电工与电子技术》教学参考
绪论, 第1章 直流电路
引导学生开始学习一门新课,让他们对这门课感到新鲜、产生兴趣,并对课程有初步的了解,满怀期待地进入正题,讲好绪论是非常重要的。认为绪论可有可无,不讲或草草了事都使教师失去了从一开始就调动学生积极性的机会。要尽量把绪论内容组织得丰满和生动。
直流电路一章是学生从物理课进入电工课的第一个阶梯,它的内容与物理课所学内容有一定重复,这在物理已学完一段时间以后再提示一下是必须的,但可以一带而过,同时要注意现在是从工程应用的角度来讨论问题,与物理课的着重点已经不同了。
电工测量的内容可视具体情况掌握,学时充裕可以安排系统地讲一次课,学时紧张可以在首次实验课择要介绍相关内容,有些可在以后的实验课中随用随讲。
课时分配建议
课次 节次和内容 学时数
1 2
绪论
1.1 电路基本概念
1.2 电源的工作状态及外特性 1.3 负载的连接
1.4 常用导线材料及规格
1.5 基尔霍夫定律与复杂电路的计算 1.6 叠加定理
1.7 有源电路的等效变换 1.9 电流和电压的测量 1.10 电阻的测量 1.11 万用表
学时小计
第1次课
课题:绪论,电路基本概念
目的:绪论:明确本门课程的学习目的、课程特点和学习过程中的具体要求。
电路基本概念:介绍电路基本概念,复习相关内容,完成与物理课的衔接。 教学内容及说明:(注:具体的教材内容不再详述,主要对基本思路、重点、教学方法等做进一步的说明。)
绪论
1. 电能的特点 :转换容易;输送经济;控制便利。
转换容易:可参看图0.1。在此应当较详细的介绍一下火力发电和水力发电的知识,尤其是火力发电的流程:煤→锅炉→高压蒸汽→汽轮机→发电机,而核能发电与此类似。与此同时,介绍一下:为把用过的蒸汽冷凝成水,要有循环的冷却水和晾水塔。学生乘火车时经常在铁路两边远处看到电厂的晾水塔,告诉他们塔的这种特殊形状是为了可以使水喷洒的距离最长,他们会很感兴趣。同时介绍我国电力生产发展的情况。
在这里还有一个问题可以讲一下。常有人问:在深夜,很多工厂都不用电了,人们都睡觉也不开电灯了,可发电机还照常运转,多余的电跑到那里去了?白白浪费掉了?(根据能量守恒原理,能量不可能自行消失)?还是储存起来了(也没有那么大的储能设备)?提出
2 2 3 2 ﹡4 2
6+﹡2 这一问题,大多数学生会不清楚,并且会很感兴趣。
因为发电机是应用导线在磁场中运动感应电动势的原理来发电的,绕成线圈的导线称为绕组。而发电机向外供电时绕组中有电流,通电导线在磁场中将受到与旋转方向相反的力(学生在高中物理电磁学里都学过,一提即可),用户用电越多,发电机绕组电流越大,反力也越大,汽轮机就要开大汽门才能拖动它,锅炉就要多供汽,相应的也就要多烧煤。反之,用户用电很少时,用煤也少。能量是守恒的。这一概念很重要,但往往被忽视,因为没有哪个章节会讲到它。
当然,即使能量并未失去,深夜发电设备没有得到充分利用,也是我们不希望的,所以供电部门经常用深夜降低电价的方法,鼓励一些原来在高峰时间用电的用户转向深夜用电,叫做“削峰填谷”。
输送经济:可以和热能相比,电能在输送时损耗要小得多,这大家都能想到。同时介绍我国高压输电技术的发展情况。
控制便利:微弱的电能可以作为“信号”,最早用于通信,称为“弱电”,现代已经把弱电和强电结合到一起,以弱控强,形成了自动控制系统,使生产过程实现自动化。
因为本教材没有为发、输、配电另设章节,所以在这里要顺便介绍上述这些相关的知识。 2.电能在生产中的应用
电力拖动:用电动机拖动生产机械。
直接完成生产过程:如:电解、电镀、电焊、电加热、电制冷等等。 生产辅助设施:如照明、空调。 生产过程控制:测量和控制系统。
这里要尽量结合本专业的特点介绍电能的具体应用,举一些实例。 3. 学习目的
现代生产对电的广泛应用,要求每个非电专业人员必须掌握一定的相关电工电子技术知识,能和电的专业人员有共同语言,能协作解决生产中的问题,才能真正胜任工作。
这里可以举“概述”中讲的电磁铁烧坏线圈的例子;还可以提出:大家都知道按电度表缴电费但不了解什么是功率因数;都知道要安全用电但不清楚什么是接地接零等等,说明原有的知识是远远不够的,必须进一步掌握一定的电工、电子技术知识,才能适应今后的工作。 4. 学习重点
(1)要着眼于工程实际应用:例如:一个电路习题:电压220V,电阻2Ω,求电流。在物理课,我们只需用欧姆定律,代入公式求出电流等于110A,题目就算解完了,得数正确就可以得分。而在实际应用中,这决不是一个可以随便接通的电路,因为110A是一个很大的电流,我们生活中常用的导线通过这么大的电流就会被烧坏,绝缘就会起火,这是决不允许的。我们还应讨论:电路的导线要多大规格、保护装置如何正确配置,才能使它安全地正常工作。这就是物理和电工两门课着重点的不同。
(2)要着重掌握外部功能。例如:一个电子线路以掌握它的外部功能为主,内部结构为辅;一台电机以掌握它的性能参数及使用方法为主,分析其内部电磁过程为辅。
(3)要掌握辨证的分析方法。学生在基础教育阶段,习惯了做题只有一种标准答案,与之相同就对,与之不同就错。即使有的问题是可以有两种答案的,老师也要统成一种,以便于阅卷评分。很少有通过比较、分析、选择得出答案的题目。长期如此,不自觉的形成了一种形而上学的思想方法,看问题容易绝对化。而工程技术问题常常没有绝对的答案:用直流电还是用交流电?用同步电机还是用异步电机?用双绕组变压器还是用自耦变压器?都是根据具体条件具体分析作出选择的,哪个方案优点多被选用了,并不等于它没有缺点了。随着技术的发展,情况不断会转化。例如:需要无级调速的场合,前些年还是选用直流电机,随着大功率电子器件的成本降低,可靠性提高,交流变频调速电动机应用越来越广泛。必须让学生掌握辨证唯物的思想方法才能让所学知识适应今后的发展。
(4)要学会利用手册和技术资料。要练习查阅的方法,例如异步电动机的习题,需要给出一系列已知数据,而我们只给型号,让学生自己从附表中去查,初步培养他们查资料的习惯。
5. 在学习过程中的具体要求:如:有关听课、课外作业、实验报告的书写格式、完成期限的要求等。由教师拟定,首次课就告知学生。
1.1 电路基本概念
1. 电路构成和电路的几个基本物理量
从最简单的电路引入新课。介绍电路的构成:电源、线路、负载。常用的物理量:电动势、电压、电流、电阻。
要在讲课的同时,提醒学生一开始就注意图形符号、代表元件的文字符号、代表各物理量的文字符号、代表单位的文字符号等。必须规范,不可随意自定。例如:单位V、A、W 都是大写字母;熔断器FU
1、FU2,开关S
1、S2,这些代表元件的字符中
1、2不是下标,不写成FU
1、FU2和S
1、、S2等 ,图形符号是一种语言,必须统一才能相通,不能各行其是。 2. 电路的几个基本定律和公式
这些都是物理课学过的内容,等于扼要复习,按教材讲一遍即可。介绍三个平衡方程可以简明地把直流电路的诸多关系式归纳到一起。
有几点可能学生有些生疏:
(1)电流连续性原理不难理解,但不善于联系实际应用。习题1.1、1.
2、1.3就是常见的实例,可以提出来当例题讲。
(2)非线性电阻。半导体元件还没有讲到,所以举白炽灯为例最合适。白炽灯在未通电时的冷电阻和在工作状态的热电阻相差极为悬殊,是典型的非线性元件。因为它总是在额定电压下工作,所以在计算时才可以认为电阻是一定值。
在灯丝刚通电的一瞬间,因为电阻很小,电流约为正常值的8倍以上。有人联系实际说:灯泡经常在开灯的一瞬间烧坏就是这个原因,此说法不够准确。灯丝被“烧”坏,肯定温度远远超过正常工作温度,但灯丝只要升高到工作温度,电阻就已经升高到正常值,电流也就降到正常值,温度就不会继续上升了,所以灯丝不会因此被烧坏。只有个别灯泡因为灯丝老化,粗细不均匀,个别地方变细局部电阻增大,或因引入线的焊点不良电阻增大,这些局部会在总体温度尚未升高时先产生高温烧断。但绝大多数灯泡开灯时都不会烧坏。
(3)电路模型的概念。把电源等效为一个电动势和电阻串联是学生已经熟悉的做法,把它归纳成一个普遍应用的方法,建立“电路模型”的概念,以便用于后面的“电压源与电流源等效变换”、“电感性负载”等处。
例题1.1可以作为学生复习以往直流电路知识的自测题,试一试搁置了一段时间的内容是否都回忆起来了,为下面讲新课打好基础。同时可藉此题向学生明确一下课外作业的格式。教材中的格式是出版物要求的格式,不一定适合学生作业。笔者建议:不抄题,但要列出:已知哪些数据、求哪些量。运算过程不必注单位,最后结果要标明单位。
第2次课
课题: 电源的工作状态及外特性。负载的连接。常用导线材料及规格。 目的: 从电源、负载、线路三方面初步介绍一些工程实用知识。 教学内容及说明:
1.2 电源的工作状态及外特性
1. 空载
可以联系到发电机,在空载时虽不向外供应能量,但维持发电机运转仍需一定的能量,如输汽管路的热损失、电机轴上的摩擦损失等,任何设备在空载时的效率都很低。所以尽量不要长期处于空载状态。对于信号源,我们常利用空载时U =E对其电动势进行测量。 2. 有载
建立额定电流、满载、过载的概念,学生往往认为:一过载就烧坏,要指出:电源过载将使电源绕组过热绝缘寿命降低,并非一过载就立即烧坏。短时间少量过载并无明显后果。 3. 短路
在此处先初步介绍熔断器的应用,因为随后的实验课可能用到,以后在低压电器一章还要详细讲。以往学生只懂得,保险丝要用“软铅丝”;不能用铜丝。这是生活常识,是不严格的。难道软铅丝就能随便用吗?用得太粗,照样出问题。铜丝就不能用吗?家用电器中常见的保险丝管,里面的熔丝有的就是铜合金。问题的关键是选择合适的规格,要根据它的额定电流选择。
选择熔丝要先了解正常工作电流是多少,必要时要估算一下,然后选择额定电流与之相近(略大于工作电流)的熔丝。至于材料只决定它的熔断特性,铅合金丝是滞熔材料,反应速度较慢;铜合金丝是速熔材料,适用于电子设备,如生活中的电视机。 ﹡4. 电源的串联和并联
物理课已讲过,以前此知识主要用于电池,现在可以捎带提到:各发电厂的发电机都是并联运行供电的,称为电网,一台断开检修,各负载仍照常用电不受影响,提高了供电的可靠性。
1.3 负载的连接
这一节的串、并联电路无需再细讲,可以直接复习结论,仅新介绍了一个物理量“电导”和它的单位“西门子(S)”。这一节的重点是告诉学生:为了使各个负载在工作时互不影响,所以都采用并联。从而引出额定电压的概念,相连带的介绍负载的额定电流、额定功率。
随后的例题,例1.4是为了说明:电灯用串联电阻调光有较大的能量损耗;例1.5和例1.10是为了说明分压电路中,阻值小才能使输出电压在接有负载后保持基本不变,为后面讲静态工作点稳定单管放大器电路打基础。例1.8是根据额定状态参数计算在非额定状态使用时的后果。„„这些例题对于招初中毕业生五年制的高职学生,可适当讲一些。对于招高中毕业生的高职学生,可以少讲或不讲。
1.4 常用导线材料及规格
这一节重点是介绍有关线路的实用知识: 1. 导线的材料:铜、铝、钢。
2. 导线的规格:以截面作为规格名称。 3. 导线的品种:裸线、绝缘导线、电缆。 4. 导线的敷设方法:明敷、穿管、埋设。 5. 导线的选择
只介绍基本原则,然后介绍按安全载流量查表选择的方法(只适用于距离很近的线路)。而考虑到线路电压降的选择方法不讲,只通过例题验证:如果距离较远,导线截面增加很多,电压降仍占很大比例,线路功率损耗仍很大。从而联系到远距离送电必须用高电压。还可以联系近年来国家投入大量资金进行农网改造,就是更换新线,加大导线截面。从而大大减少了线损,降低了农村电价(近期常有相关的新闻报道)。
第3次课
课题:基尔霍夫定律和复杂电路计算,叠加定理,有源电路的等效变换。
目的:学会根据基尔霍夫定律用支路电流法解复杂电路。了解叠加定理、和有源电路的等效变换。 必须明确,我们的教学目的不是像电专业那样要求学生掌握这些定理并能运用它求解各种电路,仅仅是要求学生建立像节点电流、回路电压、叠加定理、等效电源等一些基本概念,以后用于电路的定性分析。所以只要把握住以基尔霍夫定律作为重点,其余内容只要求一般了解,完全有可能一次课讲完上述所有内容。 教学内容及说明:
1.5 基尔霍夫定律及复杂电路计算
一开始就举出例题如右图 (教材16页,图1.13) ,说明它是无法用串、并联方法求解的电路,称为复杂电路。然后给出已知数据开始求解。在求解过程中讲基尔霍夫两个定律,边讲边用,写出方程,然后解方程求出答案。例题讲完了,定律也讲清楚了。不必先讲定律,抽象地建立概念然后再代入具体数据,费两道手。不如直接了当,边解例题边讲,目标明确易于理解。
1.6 叠加定理
提出叠加定理的概念,这是学生比较容易接受的。只是强调一下电源移开后,因其无内阻,所以要将这一段电路短接。另外注意它只适用于线性电路计算电流或电压,不适用计算功率。之后,仍用同一例题,用叠加定理求解。因为它应用的全是以往学过的串、并联电路知识,所以不必在课堂上由教师再按部就班演算一遍用去大量时间,对照教材带领学生浏览一遍即可。
1.7 有源电路的等效变换
1. 电压源和电流源的等效变换:讲电压源学生比较容易接受;讲电流源学生就感到不好接受,教师不要因此耽搁时间,只要告诉学生这是一种方法,并在讲清二者互相等效变换的公式后,立即用于求解前面的同一例题(只求I3)。学生通过解题,熟悉了用法并看到解出了与前相同的结果之后,自然就认可并接受了。
2. 等效电源定理:直接给出等效电源定理的结论。E和R0的求法可以介绍计算法(仍用同一例题并验证其结果)。也可以只讲实验法。因为此定理主要用于后面电子电路分析,够用即可。
本次课教学方法的关键,就是始终用同一例题。这使前后内容连接紧凑,节省时间。首先重点讲基尔霍夫两个定律和支路电流法,求解出答案后,再讲其他方法时,所得答案相同。这对新讲的方法实际起到了验证作用。加深了学生的印象。
本章习题答案
1.2 I=2A ,I0=0 。
1.3 IR1=0.02A,IR2=0.25A,IR3=0 。 1.4 I=E/R0
1.5 R01=0.24Ω,R02=0.44Ω 。 1.6 E=100V,R0=2Ω 。
1.7 I=10A时:PS=1kW,PL=800W,P0=200W;I=5A时:PS=500W,PL=450W,P0=50W 。 1.8 E=3.5V,R0=0.5Ω,IN=1A 。 1.11 R=0 。
1.12 I1=I2=1A ,I=2A 。 1.14 0~48.4Ω 。 1.15 不接负载RL时,UO=3.33~6.67V,接负载RL时,UO=2~4V
1.16 分压器各电阻为1kΩ时:S断开,UO=3.33V;S接通,UO=2V。 分压器各电阻为
10Ω时:S断开,UO=3.33V;S接通,UO=3.31V。 1.17 209.8V 1.18 选4mm2铝芯电缆,熔丝15A。 1.19 I1=5A,I2=3A,I=2A 。
1.20 VA=-2V,VB=222V,VC=220V。 1.21 当R=50Ω时,I=2A 。
1.22 Rx=200Ω。 将Rx分别增加20Ω、40Ω、60Ω,电压表的指示值分别是0.0157V、0.0308V、0.0453V 。