电工与电子技术 教案.docx

1、授课日期课 时2 授课序号 1授课班级工程 1101-1107教学方式讲授课 题1.1电路的基本结构教学目的1. 理解电路的基本结构2. 理解电路的主要物理量，电流、电压、电阻的关系和电流、电压、电动势参考方向的确定3. 掌握电阻元件的电流、电压关系教学重点 和难点重点：电路的基本结构难点：电流、电压的实际方向与参考方向，电阻元件的应用教学方法 与手段举例互动教学。本节内容作为电工电子技术课程的第一讲，采用多举例，多设问题的教学手 段，吸引学生的注意力和兴趣，使他们觉得这门课程既生动活泼又富有哲理，包含很多已知 和未知的知识，是一门十分有趣而又富有挑战的课程。教学过程设 计1. 举例引入电工电

2、子课程，使同学们充分认识到学习本门课程的重要性。2. 结合三一产品，进一步解释电工电子在公司产品中的应用3. 结合具体的电路实例引导学生认知、归纳出电路的基本结构4. 进一步分析电路，引入电路的主要物理量，并讲授电路电流、电压参考方向的确定5. 结合生活实际（电度表）解释电能、功率的概念6. 结合实际，采用提问的方式，检验电阻的判断7. 小结本次课内容8. 作业布置作业布置课后小结1A 写 ANY三一工学院三一工业职业技术学院备课纸注解具体内容当通过人体的 电流超过人能 忍受的安全数 值时，肺便停 止呼吸，心肌 失去收缩跳动 的功能，导致 心脏的心室颤 动，“血泵” 不起作用，全 身血液循环停

3、 止。血液循环 停止之后，引 起胞组织缺 氧，在10 15秒种内，人 便失去知觉； 再过几分钟， 人的神经细胞 开始麻痹，继 而死亡。配合案例讲解提问：你能分1.2.一1、新课导入：小鸟站在电线上会触电吗？人穿胶鞋或站木楼梯上触摸电线会触电吗？新课讲解：1.1-1.2 电路的基本结构和电路的主要物理量、三一产品的电气知识1. 结合三一产品讲授产品中电气系统的组成2. 讲授各个电气系统的作用3. 强调电气知识的重要性，调动大家的学习兴趣、电路的基础知识电路及其组成1.电路及其组成电路：电流流通的路径1/电路的组成：电源、开关、负载和导线2.电路图用电气符号描述电路连接情况的图，称电路原理图，简称

4、电路图。5HL3.电路的功能a.进行能量的转换、传输和分配b.实现信息的传递和处理三、电流1. 电流的形成电荷的定向移动形成电流，移动的电荷又称载流子。2. 电流的方向习惯上规定正电荷移动的方向为电流的方向，因此电流的方向实际 上与电子移动的方向相反#别举出电路进 行能量转换和 信息传递的例 子吗？在分析和计算较为复杂的直流电路时，经常会遇到某一电流的实际方向难以确 定的问题，这时可先任意假定电流的参考方向，然后根据电流的参考方向列方 程求解。如果计算结果I 0，表明电流的实际方向与参考方向相同；如果计算结果I PN)，此时极易烧毁电阻使其不能正常 工作。二、电位的计算a；cE+D ulfRQ

5、e2电路中某一点的电位，为该点到参考点的电压。电路的参考点可以任意选取。但一经选定，在分析和计算过程中就不能改动。实际电路参考点选择：(1)强电的电力电气线路，以大地为参考点(2)弱电的电子电路中，以装置的外壳或底板为参考点三一工业职业技术学院教案首页授课日期课 时2授课序号5授课班级工程 1101-1107教学方式讲授课 题2.3支路电流法教学目的1. 掌握基尔霍夫电压定律和定律2. 掌握利用支路电流法解题的技巧教学重点 和难点重点：支路电流法难点：利用支路电流法解题教学方法 与手段应该循序渐进，大量引入例题，通过例题讲解定律，通过应用掌握理论。支路电流法是两个 定律的基本应用，在这里应该强

6、调解题步骤。教学过程设 计1. 复习前面的欧姆定律和电阻的连接的相关知识2. 结合三一底盘汽车上的发电机的实例引入本节的知识3. 将实物理想化，进一步讲解电路4. 引入基尔霍夫电流定律和电压定律5. 继续发散思维，讲解利用支路电流法解决复杂电路的步骤和方法6. 根据大量例题，巩固使用支路电流法7. 总结本次课的内容8. 作业布置作业布置课后小结三一工业职业技术学院备课纸注解具体内容PPT图示1. 新课导入：汽车车灯电路2. 新课讲解：2.3支路电流法支路电流法是以电路中的支路电流为未知量进行求解的一种方法。求解之 前先要设定电流的正方向（参考方向）和回路的绕行方向。设定的电流正方向 不一定就是

7、电流的实际方向，当计算出的电流值为正，说明电流的实际方向与 设定的方向相同；当计算出的电流值为负，则说明电流的实际方向与设定的方 向相反。沿回路的绕行方向可顺时针也可逆时针，在电路图中应标出电流、电 动势及绕行方向的参考方向。支路电流法解题步骤：步骤一：选择各支路电流参考方向。步骤二：根据结点数列写独立的结点电流方程式。步骤三：根据网孔，利用KVL列写回路电压方程式，补齐不足的方程数。 一般情况下以自然网孔为对象列写电压方程为宜，这样可以防止列写的电压方 程不独立。步骤四：联立求解方程组，求出各支路电流。例在图示电路中，已知 R1 5 Q , R2 土0 Q , R3 土5 Q , E1= 8

8、0 V, E2 80 V,求各支路中的电流。姐:V |1 卜，J J U n !版L J j J p解应用支路电流法求解该电路，由于待求支路有3条，所以必须列出3 个独立方程才能求解3个未知电流11、I2和I3。（1）设各支路电流参考方向如图中所示。（2）应用KCL对结点A列写电流方程I1 + I2 - I3 = 0（3）应用KVL对回路列写电压方程式，因为已列出1个独立的电流方程， 所以必须补写2个独立的电压方程，按网孔选定2个回路，绕行方向如图所示。回路 r： E1R1 I1R3 I3回路 n：E2R2 I2R3 I3（4）联立求解方程组，求出各支路电流数值。I + I2 右=E1 = R

9、1 I1 R3 I3E2 R212 R313三一工业职业技术学院备课纸具体内容注解代入参数I +右=180 = I1 +5 I380 =0 I2 +5 I3解联立方程可得I1 =2 A，I2 = 4 A，I3 8 A求得结果中I1和I3为正值，说明电流的实际方向与参考方向一致；I2为负 值，说明电流的实际方向与参考方向相反。课堂小结：1.在结点上，任一瞬间，流向该结点电流的代数和等于零。2.在任一瞬间沿回路绕行一周，所有电动势的代数和等于电压降的教案首页授课日期课 时2授课序号6授课班级工程 1101-1107教学方式讲授课 题2.4戴维宁定理教学目的1. 了解戴维宁定理的应用2. 知道戴维宁

10、定理解题的方法教学重点 和难点重点：戴维南定理的应用难点：戴维南定理的解题方法教学方法 与手段理论讲解教学。戴维南定理对于初中生来说比较有难度，因此本次课主要要求学生能够理解 知道戴维南定理就可以了，不做较高的要求。1.复习电源模型的意义和分类教学过程设 计2. 结合例题讲解戴维宁定理3. 进一步结合例题进行课上练习4. 总结本次课的内容5. 作业布置作业布置课后小结三一工业职业技术学院备课纸具体内容注解1. 新课导入：电路分析与计算过程中，有一种经常出现的情况，对于一个复杂 电路，只要求求出其中一条支路的电流（或电压），此时应用戴维宁定理是十分 快捷的工具之一。2. 新课讲解：2.4戴维宁定

11、理一、戴维南定理1. 二端网络：一般来说是具有两个接线端的部分电路。2. 无源二端网络：内部不含电源的二端网络。3. 有源二端网络：内部含有电源的二端网络。4. 戴维宁定理：任何一个有源二端网络，只要其中的元件都是线性的，就19可以用一个电压源模型来代替。其中理想电压源us0等于该有源二端网络开路时 的端电压，电阻R0等于该有源二端网络除去电源后（理想电压源短路，理想电 流源开路）在其端口处的等效电阻。例 电路如图 2-23 所示。已知 US1 = 10V，US2 = 8V，R1 = 20，R2 = 20，R3 = 20，利用戴维宁定理求解电阻R3中的电流13。图2-23有源二端网络解计算有源

12、二端网络开路电压USO。如图2-23（a），在断开R3后回路中 只有电流/，设其参考方向如图中虚线所示。I=虬=尝 A = 0.5AR + R 2 + 2USO = R2 I + US2 = （2 X 0.5 + 8） V = 9 VUSO = US1-R/ = (10 - 2 x 0.5) V = 9V 计算等效电阻R0，由图2-23 (b)可见，电阻R1和R2并联。R0 =R+R = !+! 0 = 1012电阻R3中的电流可以利用欧姆定律求得，如图2-24 (c)。1 =so = - A = 3AR + R 1 + 2 03三一工业职业技术学院备课纸(a)(b)(c)3. 、小结戴维宁定

13、理解题步骤：(1) 先断开待求支路，使电路形成开路状态；(2) 求解形成开路状态电路的开路电压USO；(3) 将有源二端网络中理想电压源短路，理想电流源开路，求得该网络入端电阻R0；(4) 用USO和R0串联组成等效电路；(5) 利用欧姆定律求解待求支路电流或电压。4、课后作业三一工业职业技术学院教案首页授课日期课 时2授课序号7授课班级工程 1101-1107教学方式讲授课 题3.1电工测量概述3.2万用表3.3电压、电流等测量教学目的1. 电工测量知识2. 使用万用表测量教学重点 和难点重点：电压、电流的测量难点：电压、电流测量的原理教学方法 与手段理论讲解教学，为今后的实践做准备，所以学

14、生要求要动手操作，后续准备做实验来完成这 个操作。教学过程设 计1. 电工测量概述2. 万用表的使用3. 总结使用万用表测量电压、电流等。4. 总结本次课的内容5. 作业布置作业布置课后小结23A 写 ANY三一工学院三一工业职业技术学院备课纸注解具体内容1. 新课导入：电路中的各个物理量（如电压、电流、功率、电能及电路参数等） 的大小，除用分析与计算的方法外，常用电工测量仪表去测量。2. 新课讲解：3电工测量一、电工测量将未知的被测量与已知的标准量进行直接或间接的比较，从中确定出被除 数测量大小的过程。1. 直接测量法利用仪表直接获取测量结果的方法，速度快但精度低。2. 间接测量法先由仪表测

15、出所需中间量，再用公式计算出被测量的方法，精确度高但速 度慢。二、电压、电流测量1. 工作原理被测电流流过线圈T两铁片被磁化而排斥T动铁片运动T指针偏 转T游丝形变与偏转力矩相等时指针静止。2. 直流电流的测量用直流电流表测直流电流的线路如下图所示。_接线电流表的正端接被测电路的高电位端，负端接被测电路的低电位端，注意 在仪表的允许范围内测量。在工程上配电流互感器用的交流电流表量程为5 A。但表盘上读数在出厂 前已按电流互感器比率标出，可直接读出被测电流值。使用电流到感器时，二 次侧不允许断开，铁心及二次线圈的一端应接地。3. 钳形电流表的基本结构和工作原理钳形电流表简称钳形表，主要由一只电磁

16、式电流表和穿心式电流互感器组 成。穿心式电流互感器的二次绕组缠绕在铁心上且与电流表相连，它的一次绕 组即为穿过互感器中心的被测导线。旋钮实际上是一个量程选择开关，扳手的 作用是开合穿心式互感器铁心的可动部分，以便使其钳入被测导线。测量电流时，按动扳手，打开钳口，将被测载流导线置于穿心式电流互感受器 的中间，当被测导线中有交变电流通过时，交流电流的磁通在互感器二次绕组 中感应出电流，该电流通过电磁式电流表的线圈，使指针发生偏转，在表盘标#27三一工业职业技术学院备课纸具体内容注解度心是指出被测电流值。其外形如下图所示。接线：电压表正端接被测电路高电位点，负端接低电位点。在工程上配电压互感器按测量

17、电压等级不同有不同的的标准电压比率，配 用互感器的交流电压表量程一般为100 V，选择时根据被测电路电压等级和电 压表自身量程合理配合使用。但表盘上读数在出厂前已按电流互感器比率标出， 可直接读出被测电流值。使用电流互感器时，二次侧不允许短路，铁心及二次 侧绕组要接地。5. 万用表数字式万用表结构精密、性能稳定、可靠性高、使用方便，其基本结构由 测量线路及相关元器件、液晶显示器、插孔和转换开关组成。3、小结使用基本工具完成电流、电压和电阻的测量。4、课后作业三一工业职业技术学院教案首页授课日期课 时2 授课序号 8授课班级工程 1101-1107教学方式讲授课 题4.1单相交流电的基本知识教学

18、目的1. 描述正弦交流电的基本概念。2. 了解正弦量的三要素。教学重点 和难点重点：正弦交流电的三要素。难点：正弦交流电的角频率、有效值、相位、初相位和相位差。教学方法 与手段讲练结合式教学。本次课是学习交流电的基础，在讲授过程中应多结合实例，结合生活，引 起学生学习的兴趣，同时，应重点讲授交流电三要素的意义。教学过程设 计1. 复习正弦函数的基本知识2. 引入新课3. 讲授单相交流电的基本知识4. 小结本次课程5. 作业布置（A）sany三一工学院作业布置课后小结#三一工业职业技术学院备课纸注解具体内容一、复习正弦函数及表达形式。二、引入新课本节内容是正弦交流电的基础知识，是单相正弦和三相正

19、弦交流电路 的基础。要特别注意正弦交流电的“三要素”的理解和掌握。三、讲授新课4.1.1交流电的基本概念交流电：大小和方向随时间作周期性变化，并且在一个周期内的平均值为 零的电压、电流和电动势。图4.1画出了直流电和几种交流电的波形。图2.1直流电和交流电的波形4.1.2正弦交流电相关量1. 周期：交流电变化一个循环所需要的时间，如图2.3所示。2. 频率：交流电在单位时间内（每秒钟）完成的周期数，单位是赫兹（Hz）。 频率和周期是互为倒数，即A 写 ANY三一工学院图2.3正弦交流电的波形333. 角频率：单位时间内变化的角度（以弧度为单位），单位是弧度/秒（rad如 角频率与周期八 频率f

20、之间的关系为3=2 兀 f三一工业职业技术学院备课纸注解具体内容4. 瞬时值：交流电每一瞬时所对应的值。5. 最大值：交流电在一个周期内数值最大的值。6. 有效值：一般情况下，人们所说的交流电流和交流电压的大小以及测量 仪表所指示的电流和电压值都是指有效值。7. 相位：正弦交流电流在每一时刻都是变化的，（3*中0）是该正弦交流 电流在t时刻所对应的角度。8. 初相角：t = 0所对应的角度中0。图4.5正弦交流电的相位差四、小结1 .正弦量的三要素：频率、幅值和初相位。2. 初相位是确定正弦量初始值的，而且初相位因计时起点（f = 0）取得 不同而不同；3. 相位差是两个同频正弦交流电的初相位

21、之差，它不随计时起点而变化；4. 初相位、相位差和相位都是电角度，但意义是不同的。五、习题4.1三一工业职业技术学院备课纸具体内容注解一、复习正弦交流电的三要素二、引入新课白炽灯、电阻炉等电路元件接在交流电源上有什么特点？三、讲授新课2.4纯电阻电路一、电流与电压的关系设图a示方向为参考方向，电压的初相角为零，即u = U sin &tm根据欧姆定律有 u Uim sin cotR R可见，纯电阻电路在正弦交流电压作用下，电阻中的电流也是正弦形式。比较可知电流与电压的关系为:（1）电压u和电流i的频率相同；（2）电压u和电流i的相位相同，其波形如图（b所示；（3）电压和电流的最大值之间、有效值

22、之间的关系仍然满足欧姆定律，分 别为（a）电路图（b）电压和电流的波形（c）矢量图三一工业职业技术学院备课纸注解具体内容2.功率（1）瞬时功率电阻的瞬时功率是指电路中每个瞬间所吸收（消耗）的电功率，可用电压 和电流瞬时值的乘积计算。纯电阻电路瞬时功率的变化曲线如图3-10所示。瞬时功率虽然随时间变 化，但它始终在横轴上方，总为正值，说明它总是从电源吸收能量，是耗能元 件。图3-10纯电阻电路功率（2）有功功率（平均功率）工程上常取瞬时功率在一个周期内的平均值来表示电路消耗的功率，称为 有功功率，也称平均功率。其数学表达式为p=UL2或U 2P = UI = RI2 = R有功功率是电源和电压有

23、效值的乘积，也是电流和电压最大值乘积的一 半，是定值，如图3-10所示。例4-2-1电阻炉的额定电压Un =220V，额定功率p=1000W，在220V的工 频交流电源下工作，求电阻炉的电流和电阻。如果连续使用2h，它所消耗的电 能是多少？四、小结纯电阻电路的三个特点五、习题4.4三一工业职业技术学院教案首页授课日期课 时2授课序号9授课班级工程 1101-1107教学方式讲授课 题4.5纯电感电路教学目的1、掌握电感电路的电压电流关系2、掌握无功功率的定义教学重点 和难点重点：1、电感电路的电压电流关系2、无功功率的定义难点；电感电路电压电流关系教学方法 与手段讲练互动教学。讲述电感电路的特

24、点和应用举例教学过程设 计1. 复习正弦交流电的三要素，电阻电路的特点2. 引入新课3. 讲授纯电感电路的电流电压关系4. 讲授纯电感电路的功率特点5. 小结本次课程6. 作业布置作业布置课后小结三一工业职业技术学院备课纸注解具体内容一、复习正弦交流电的三要素、纯电阻电路的特点二、引入新课三、讲授新课2.5纯电感电路一、电流与电压的关系通常当一个线圈的电阻小到大可以忽略不计的程度。这个线圈就可以看成 是一个纯电感线圈，将它接在交流电源上就构成纯电感电路，如图（a）所示。设所示方向为参考方向，电流的初期相角为零，即i = I sin&tm由理论推导可得，、了 r y /,兀 u = 3LI si

25、n（t + ）m2或TT 一. /,兀 u = U sin（3t + ）m2可见，纯电感电路在正弦电压作用下，电感中的电流也是正弦形式。比较 可知，电流与电压的关系为：（1）电压和电流的频率相同，即同频率；（2）电压和电流的相位差，电压在相位上超前电流?，或者说是电源兀在相位上滞后电压万，其波形如图（b）所示；（3）电压和电流的最大值之间和有效值之间的关系分别为U =3 LImmU = X ImL m务写ANY三一工学院U = XIL式中X = L = 2兀fL，称为电感的电抗，简称感抗，其大小除与自感系 L数有关外，还与频率成正比，感抗的单位是欧姆(Q)。电压与电流的矢量关系如图(c)所示。

26、三一工业职业技术学院备课纸注解具体内容39(a)电路图 (b)电压和电流的波形(c)矢量图2.功率(1)瞬时功率(2)有功功率根据理论计算可得电感的有功功率P = 0电感有功功率为零，说明它并不耗能，只是将能量不停地吸收和释放。(3)无功功率Q = UI = X 12 =一L XL无功功率的单位为了和有功功率区别，用乏(var)表示。例4-2-2某电阻可以忽略的电感线圈，电感L =300mH，接至u = 220、：2sin皿V的工频交流电源上，求电感线圈的电流有效值和无功功率。若把它改接到有效值为100V的另一交流电源上，测得其电流为0.4 A,求 该电源的频率是多少？四、小结纯电感电路的三个

27、特点五、习题4.5三一工业职业技术学院教案首页授课日期课 时2授课序号10授课班级工程 1101-1107教学方式讲授课 题4.6纯电容电路教学目的1、掌握电容电路的电压电流关系2、掌握无功功率的定义教学重点 和难点重点：1、电容电路的电压电流关系2、无功功率的定义难点；电容电路电压电流关系教学方法 与手段讲练互动教学。讲述电容电路的特点和应用举例教学过程设 计1. 复习正弦交流电的三要素，电阻电路的特点、电容电路2. 引入新课3. 讲授纯电容电路的电流电压关系4. 讲授纯电容电路的功率特点5. 小结本次课程6. 作业布置作业布置课后小结三一工业职业技术学院备课纸具体内容注解一、复习正弦交流电

28、的三要素、纯电阻电路、纯电容电路的特点二、引入新课三、讲授新课4.6纯电容电路1.电流与电压的关系因为电容器一般情况下可以看成是一个纯电容，将它接在交流电源上就构 成纯电容电路，如图（a）所示。设图（a）所示方向为参考方向，电压初相角为零，即u = U sin &tm由理论推导可得i = CU cos wtm或兀、i = I sin（wt + ）m2由理论推导可得可见，纯电容电路在正弦电压作用下，电容中的电流也是正弦形式的。比 较可知，电流与电压的关系为：（1）电流和电压的频率相同，即同频率；（2）电流和电压的相位差，电流在相位上超前电压三，或者说电压在兀相位上滞后电流-，其波形如图（b）所示；（3）电流和电压的最大值之间、有效值之间的