电工学I电子教案

教案

系部：自动化

课程：电工技术

班级：

教师：

教案

授课题目

章第一章电路的基本概念和基本定律授课时间

节 1.1 电路与电路模型；1.2电压、电流及参考方向；检查签字授课时数 2 授课方法讲授

教学目标掌握：

1、理解电流产生及条件、电压的物理意义2．掌握电流、电压、电位的参考方向及简单计算

了解：

1、理解理想元件和电路模型的概念

2、了解电路组成、电路三种状态及特点

3、了解电路的实际功能和作用

教学重点1、电路及各部分的作用

2、电流形成条件、电流和电压以及功率的计算

3、电流、电压参考方向与实际方向的关系与判断

教学难点1、电流、电压的参考方向

2、电位的计算方法

3、功率的计算以及元件吸收与释放电能的判断

教学内容、方法及过程附记

一、实际电路

1、电路

电路是电流流通的路径,由一些电气器件和设备按一定方式连接而成。复杂的电路是网状，又称网络。电路和网络两个术语是相通的。

2、电路的功能

（1）实现能量的传输与转换；

（2）实现信号的处理与传递。

3、电路最基本的组成

（1）电源：是提供电能的设备，

如：发电机、信号源等；

（2）负载：是指用电设备，如：

电灯、空调、冰箱等；

（3）中间环节：作电源和负载的

连接，如：开关、导线等。参考教法：

作为新设课程应让学生对学生对学科有初步认识。

从生活、学习、国防及科技等方面加以说明。

二、理想电路元件、电路模型

1、理想电路元件

理想电路元件是对实际电路器件的电磁属性进行科学抽象后得到。

（1）电阻元件：是一种只表示消耗电能的理想元件，表示符号：R

单位：欧姆?

（2）电容元件：是一种只表示储存电场能量的理想元件，表示符号：C

单位：法拉F

（3）电感元件：是一种只表示储存磁场能量的理想元件，表示符号：L

2、实际电路与电路模型

（1）实际电路由实际电路器件构成的电路。

（2）电路模型由理想电路器件近似模拟实际电路器件构成的电路

三、电流及电流的参考方向

1、电流：单位时间内通过某一截面的电荷量称为电流。即：

dq

i

dt

=

2、电流的单位：安培（A）336

110110110

kA A mA A A A

μ

--

===

，，

3、电流的实际方向：规定为正电荷运动的方向

4、电流的参考方向：任选

(1)电流的参考方向与实际方向相同时，电流取正值。

(2)电流的参考方向与实际方向相反时，电流取负值。

二、电压、电位及电压的参考方向

1、电压：a,b两点间的电压为单位正电荷在电场力的作用下由a点移动到b点所做

的功dA。即

ab

dA

u

dq

=

2、电压的单位：伏（V）

1kV=103V 1mV=10-3V

3、电位：某点相对于参考点的电压称为该点的电位。(1)参考点:任意选取,参考

点电位为零. (2)工程上选择大地,设备外壳或接地点为参考点.

简要说明电路

中电流既表示

电流现象又表

示衡量电流强

弱的物理量

教案

授课题目

章第一章电路的基本概念和基本定律授课时间

节 1.3 电路的功和功率；1.4 基尔霍夫定律检查签字授课时数 2 授课方法讲授

教学目标掌握：

1、功率的判断和计算

2、支路、节点与回路的定义

3、基尔霍夫电流和电压定律的应用了解：

基尔霍夫定律的本质含义

教学重点1、电功率的计算和吸收与释放电能的判断

2、基尔霍夫定律的应用

教学难点1、关联与非关联情况下，电路元件的功率计算与判断

2、应用基尔霍夫定律求解电路参量

教学内容、方法及过程附记

复习： [1]电流定义,计算公式

[2]电压定义、定义公式、表示及参考方向

[3]判断关联与非关联参考方向

一、电功率和电能：

1、电功率：

（1）定义：单位时间内电场力所做的功称为电功率。公式：（2）单位：W、kW 、mW

（3）电功率与电压和电流的关系

教学内容、方法及过程附记

2. 电路吸收或发出功率的判断

1）u, i 取关联参考方向

P＝ui 表示元件吸收的功率

P＞0 吸收正功率(实际吸收)

P＜0 吸收负功率(实际发出)

关联参考方向显示正电荷从高电位到低电位失去能量

2）u, i 取非关联参考方向

p＝ui 表示元件发出的功率

P＞0 发出正功率(实际发出)

P＜0 发出负功率(实际吸收)

需要指出的是：对一完整的电路，发出的功率＝消耗的功率，满足功率平衡。

二、支路、节点与回路：

1、支路(branch)——电路中通过同一电流的分支。

2、路径(path)——两节点间的一条通路。路径由支路构成。

3、节点(node)——三条或三条以上支路的公共连接点称为节点。

4、回路(loop)——由支路组成的闭合路径。

5、网孔(mesh)——对平面电路，其内部不含任何支路的回路称网孔。

三、基尔霍夫定律（KCl、LVL）：

1、基尔霍夫电流定律（KCL）

定义：对于集总参数电路中的任意结点，在任意时刻流出或流入该结点电流的代数和等于零。

用数学式子表示为：

图示为电路的一部分，对图中结点列KCL方程，设流出

结点的电流为“+”，有：或

表示成：

即：

则KCL又可叙述为：对于集总参数电路中的任意结点，在任意时刻流出该结点的电流之和等于流入该结点的电流之和。

例1：如图所示电桥电路，已知I1 = 25 mA，I3 = 16 mA，I4 = 12 A，试求其余电阻中的电流I2、I5、I6。

解：在节点a上：I1 = I2 + I3，则I2 = I1- I3 = 25

- 16 = 9 mA在节点d上：I1 = I4 + I5，则I5 = I1 - I4

= 25 - 12 = 13 mA在节点b上：I2 = I6 + I5，则I6 =

I2 - I5 = 9 - 13 = -4 mA 说明：回路与网孔的区别

：网孔一定是回路，但回路不一定是网孔

教学内容、方法及过程附记

2、基尔霍夫电流定律（KVL）：

定义：对于集总参数电路，在任意时刻，沿任意闭合路径绕行，各段电路电压的代数和恒等于零。

用数学式子表示为：

图示为电路的一部分，首先：

(1)标定各元件电压参考方向；

(2)选定回路绕行方向，顺时针或逆时针。

对图中回路列KVL方程有：

–U1–US1+U2+U3+U4+US4=0

或：U2+U3+U4+US4=U1＋US1

应用欧姆定律，上述KVL方程也可表示为：–R1I1+R2I2–R3I3+R4I4=US1–US4

例2：写出下图两网孔的电压方程

分析：强调环绕方向的选取，电压升、电压

降的判定方法及“+/-”的确定

解题中采用分析与引导学生练习相结合，

R1I1 -R2I2 = E1- E2

R2I2 + R3I3 = E2

小结：

通过学习要能正确理解支路、节点、回路及网孔定义及熟悉判定

掌握KCL内容及不同表述形式，学会应用; 掌握KVL内容及不同表达形式，并学会求解开路间两点间电压.

后记：

教案