电工学第一周教案.docx
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电工学第一周教案.docx
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电工学第一周教案
电工学
教案
课程:
电工学
班级:
13MJ/SK/GK/HZ
教师:
李立
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
2014.2.19
节
1.1电路与电路模型;1.2电压、电流及参考方向;
授课教师
李立
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
每课德育5分钟:
<<新学期 新打算>>
同学们,新的一学期又开始了,过完了一个春节,大家又长了一岁,不仅是身体长高了,更重要的是我们的心智应该会更加的成熟了,希望同学们从今日开始,认真学习,摒弃以前的一些不好习惯,在新的一学期有更大的进步.
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。
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Ω
(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:
2、电流的单位:
安培(A)
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。
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。
教学内容、方法及过程
附记
(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
2、电压的单位:
伏(V)
1kV=103V1mV=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
教学内容、方法及过程
附记
4、电压与电位的关系:
a,b两点间的电压等于两点间电位差。
即
5、电压的实际方向规定为高电位指向低电位的方向。
6、电压的参考方向:
任选
(1)计算结果u>0,说明电压实际方向与参考方向一致。
(2)计算结果u<0,说明电压实际方向与参考方向相反。
关于电流和电压参考方向,需注意下面几点:
(1)电流、电压参考方向选择的任意性。
(2)分析计算电路,电路上所标注的均为参考方向。
(3)原则上电压的参考方向与电流的参考方向可以各自选
定,但为了分析方便,一般电路采用关联参考方向。
即电流从电压的正极性端流入,从负极性端流出。
板书:
电压、电位差
可根据需要说明关联参考方向及非关联参考方向所有物理定律的定义式形式,
小结:
1、能对电能的运用和学习方法有个初步的认识
2、正确理解电压、电流方向,并能结合参考方向判定实际方向
3、要求能熟练进行运用电流、电压定义式的计算
后记:
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
2014.2.21
节
1.3电路的功和功率;1.4基尔霍夫定律
授课教师
李立
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
每课德育5分钟:
早餐后请及时清理桌面上的垃圾
开学几天了,近几天早上,我们都能看到很多同学早餐后,不及时清理桌面上的垃圾,以致整个食堂到处是垃圾,与我们学校的高度文明格格不入,希望引起同学们的注意,从我做起,倡导文明.
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
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。
教学内容、方法及过程
附记
2.电路吸收或发出功率的判断
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=25mA,I3=16mA,I4=12A,试求其余电阻中的电流I2、I5、I6。
解:
在节点a上:
I1=I2+I3,则I2=I1I3=2516=9mA在节点d上:
I1=I4+I5,则I5=I1I4=2512=13mA在节点b上:
I2=I6+I5,则I6=I2I5=913=4mA
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
授课题目
章
第一章电路的基本概念和基本定律
授课时间
2014.2.23
节
1.5无源电路元件
授课教师
李立
授课时数
2
授课方法
讲授
教学目标
掌握:
1、电阻元件及电阻元件的欧姆定律
2、电容和电感元件的电压电流特性
3、电容和电感元件的功率特点
了解:
1、非线性电阻
2、电容和电感元件的能量公式推导
教学重点
1、欧姆定律的电路分析
2、电容元件的电压电流微分关系
3、电感元件的电压电流微分关系
教学难点
1、非线性电阻元件的理解
2、电容元件的储能
3、电感元件中磁链与磁感应强度的概念
教学内容、方法及过程
附记
每课德育5分钟:
请合理使用空调
刚开学的那几天,天气的确很寒冷,我们提倡大家在晚上使用空调,但是最近一段时间,天气温度上升,有些同学一天到晚还是开着空调,这不仅浪费能源,而且对大家的身体不利.希望引起同学们的重视.
一、电阻元件
1、线性电阻定义
(1)正温度系数电阻
2、非线性电阻:
(2)负温度系数电阻
3、欧姆定律:
4、电导G:
(1)定义;
(2)单位:
西门子(S)
(3)欧姆定律:
介绍汽车水箱的温度表
教学内容、方法及过程
附记
一、电容元件
1、线性电容
(1)线性电容两端电压为u,正极板积累电荷量为q,则电容元件的容量c为:
c=q/u
线性电容元件线性电容元件的库伏特性
(2)电容元件的单位法拉(F)
1μF=10-6F1pF=10-12F
2、电容元件的电压与电流关系
(1)当电容元件模板间电压变化时,其电流变为:
(2)当电容元件模板间电流变化时,其电压变化为:
3、电容元件储存的能量
(1)电压、电流取关联参考方向电容元件吸收的瞬时功率为:
p=ui=ucdu/dt
(2)电容元件吸收的能量为:
a、p>0表明电容元件在吸收电场能量
b、p<0表明电容元件在释放电场能量
二、电感元件
三、电感元件
1、线性电感
(1)磁通Ф与磁链Ψ
(2)线性电感的电感L
(3)电感元件的单位,亨利H1Mh=10-3H
(4)影响电感参数的因素:
a、线圈的几何尺寸
b、磁介质
c、线圈的匝数
教学内容、方法及过程
附记
2、电感元件的电压电流关系
(1)线性电感元件电流i,电动势e和电压u关系:
电感元件及各电量的参考方向
(2)电感元件的电压u与电动势e的关系:
(3)电感元件的电压u与电流i的关系:
(4)电感元件的电流i与电压u的关系。
3、电感元件储存的能量
(1)电感元件吸收的瞬时功率为(电压与电流取关联参考方向):
(2)电感元件吸收的能量为:
a、p>0表明电感元件在吸收磁场能量;
b、p<0表明电感元件在释放磁场能量;
小结:
1、线性电阻元件及欧姆定律
2、电容元件的电压电流关系及电场能量公式;
3、电感元件的电压和电流关系及磁场能量公式
后记:
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- 电工学 一周 教案