【文章內(nèi)容簡介】 15 課程名稱 電工技術(shù)基礎(chǔ) 課程類型 理論課 授課內(nèi)容 電阻的串、并、混聯(lián)及等效變換 課時(shí) 2 課時(shí) 教學(xué)目標(biāo) 1 ．掌握電阻串、并聯(lián)特點(diǎn)及串、并聯(lián)時(shí)電壓、電流、功率情況。 2 ．掌握對混聯(lián)電路的化簡。 教學(xué)重 點(diǎn) 電阻串、并聯(lián)時(shí)電流、電壓、功率情況。 教學(xué)難點(diǎn) 混聯(lián)電路化簡為一個(gè)等效電阻 教學(xué)過程 引入新課： 授新課 一、電阻的串聯(lián) 圖 21 電阻的串聯(lián) 圖 21 電阻串聯(lián)電路的特點(diǎn)： 1．各元件流過同一電流 2．外加電壓等于各個(gè)電阻上的電壓降之和。 第一章教案 16 分壓公式： ； 。 功率分配：各個(gè)電阻上消耗的功率之各等于等效電阻吸收的功率，即： 3． 等效電阻 ： 幾個(gè)電阻串聯(lián)的電路，可以用一 個(gè)等效電阻 R 替代 ， 即： 4 ． 功率：各個(gè)電阻上消耗的功率之和等于等效電阻吸收的功率。 二 、電阻的并聯(lián) 圖 22 電阻的并聯(lián) 圖 22 電阻并聯(lián)電路的特點(diǎn)： (a) 各電阻上電壓相同； (b) 各分支電流之和等于等效后的電流，即 ； (c) 幾個(gè)電阻并聯(lián)后的電路，可以用一個(gè)等效電阻 R 替代，即 ； 第一章教案 17 ※ 特殊：兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)， ， ， (d) 分流公式： ， (e) 功率分配： 負(fù)載增加，是指 并聯(lián)的電阻越來越多， R 并 越小，電源供給的電流和功率增加了。 例 ： 有三盞電燈并聯(lián)接在 110V 電源上， UN 分別為 110V ， 100W 、 110V ， 60W 、 110V ， 40W ，求 P 總 和 I 總 ，以及通過各燈泡的電流、等效電阻，各燈泡電阻。 解： P 總 = =200W ； I 總 = ， ， 或 ， ， 三 、 電阻混聯(lián) ： 串聯(lián)和并聯(lián)均存在 。 第一章教案 18 處理 方法：利用串、并聯(lián)的特點(diǎn)化簡為一個(gè)等效電阻 改畫步驟： (a) 先畫出兩個(gè)引入端鈕；（ b ）再標(biāo)出中間的連接點(diǎn)，應(yīng)注意凡是等電位點(diǎn)用同一符號(hào)標(biāo)出） 圖 23 課外作業(yè)： 求圖 141 所示的電阻組合的等效電阻（已知 R=2Ω， R1=4Ω）。 小結(jié) 第一章教案 19 課程名稱 電工技術(shù)基礎(chǔ) 課程類型 理論課 授課內(nèi)容 支路電流法 課時(shí) 1 課時(shí) 教學(xué)目標(biāo) 1 ．掌握支路電流法的概念 2 ．掌握運(yùn)用支路電流法解題方法 教學(xué)重點(diǎn) 支路電流法解題方法 教學(xué)難點(diǎn) 1 ．列獨(dú)立的 KCL 方程獨(dú)立的 KVL 方程 2 ．支路電流法解題方法 教學(xué)過程 引入新課： 授新課 一、定義： 利用 KCL 、 KVL 列方程組求解各支路電流的方法。 二、解題步驟： ?標(biāo)出所求各支路電流的參考方向（可以任意選定）和網(wǎng)孔繞行方向； ?確定方程數(shù)，若有 b 條支路，則有 b 個(gè) 方程； ?列獨(dú)立 的 KCL 方程（結(jié)點(diǎn)電流方程），若有 n 個(gè) 結(jié)點(diǎn)，則可列 (n1) 個(gè) 獨(dú)立的結(jié)點(diǎn)電流方程； ?不足的方程由獨(dú)立的 KVL 方程補(bǔ)足（回路電壓方程），若有 m 個(gè) 網(wǎng)孔，就可列 m 個(gè) 獨(dú)立的回路電壓方程，且 m+(n1)=b ； ?聯(lián)立方程組，求解未知量。 ※ 概念：獨(dú)立回路：如果每一回路至少含有一條為其他已取的回路所沒有包含的回路稱為獨(dú)立回路；網(wǎng)孔：中間不含任何其他支路的回路。獨(dú)立回路不一定是網(wǎng)孔。 第一章教案 20 例 ： 如圖所示電路，兩個(gè)實(shí)際電壓源并聯(lián)后給負(fù)載 供電，已知 ， ， ， ， ，求各支路電流、各元件的功率以及結(jié)點(diǎn)間電壓。 解： （ 1 ）此電路有 2 個(gè)結(jié)點(diǎn)， 3 條支路， 2 個(gè)網(wǎng)孔，因此可以列 3 個(gè)方程，其中 1 個(gè)為獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電 流方程， 2 個(gè)為獨(dú)立的回路電壓方程。 （ 2 ）結(jié)點(diǎn)間電壓為 （ 3 ）功率為： （供能） （耗能） （耗能）， （耗能） （耗能） 課外作業(yè)： 小結(jié) 第一章教案 21 課程名稱 電工技術(shù)基礎(chǔ) 課程類型 理論課 授課內(nèi)容 回路電流法 課時(shí) 1 課時(shí) 教學(xué)目標(biāo) 1 ．掌握網(wǎng)孔和回路的區(qū)別 2 ．掌握運(yùn)用網(wǎng)孔電流法解題方法 教學(xué)重點(diǎn) 自電阻和互電阻的概念 /網(wǎng)孔電流法解題方法 教學(xué)難點(diǎn) 網(wǎng)孔電流法解題方法 教學(xué)過程 引入新課： 授新課 一、網(wǎng)孔電流法： 1 、與支路電流法比較：支路電流法對于支路數(shù)較多的電 路，計(jì)算不方便，而網(wǎng)孔數(shù)少于支路數(shù)，因此當(dāng)支路數(shù)較多時(shí)，網(wǎng)孔電流法相對而言就顯得方便簡單些。 2 、定義：以假想的網(wǎng)孔電流為未知量，只用 KVL 列出獨(dú)立網(wǎng)孔方程求解的方法。 圖 32 3 、驗(yàn)證：以下圖電路為例 第一章教案 22 對于三個(gè)結(jié)點(diǎn)列節(jié)點(diǎn)電流方程得： ① 對于三個(gè)網(wǎng)孔，列回路電壓方程得： ② 代入 ② ，得： 若假想每個(gè)網(wǎng)孔中有一個(gè)假想電流在流動(dòng)，且是沿著網(wǎng)孔邊界流動(dòng)的電流，設(shè)為 、 和 ，則 ＝ ， ＝ ， ＝ ，則上式變?yōu)? 則 假想的網(wǎng)孔電流 各支路電流。 根據(jù)已 標(biāo)的電流方向，可得 ＝ ， ＝ ， ＝ ， ， ， 課外作業(yè)： 小結(jié) 第一章教案 23 課程名稱 電工技術(shù)基礎(chǔ) 課程類型 理論課 授課內(nèi)容 正弦交流電的產(chǎn)生 課時(shí) 1 課時(shí) 教學(xué)目標(biāo) 知道正弦交流電的產(chǎn)生。 理解交流電的波形圖 教學(xué)重點(diǎn) 正弦交流電的產(chǎn)生 教學(xué)難點(diǎn) 交流電的波形圖 教學(xué)過程 引入新課： 授新課 一、交流電的產(chǎn)生 照圖 123 那樣使矩形線圈 abcd在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。觀察電流表的指針，可以看出，指針隨著線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)而擺動(dòng)，并且線圈每轉(zhuǎn)一周，指針左右擺動(dòng)一次。這表明轉(zhuǎn)動(dòng)的線 圈里產(chǎn)生了感應(yīng)電流，并且感應(yīng)電流的大小和方向都在隨時(shí)間做周期性變化。這種大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流叫做交流電。 下面研究交流電的變化規(guī)律。 圖 124 中標(biāo) a的小圓圈表示線圈 ab邊的橫截面，標(biāo) d 的小圓圈表示線圈 cd 邊的橫截面。假定線圈平面從與磁感線垂直的平面（這個(gè)面叫做中性面）開始，沿逆時(shí)針的方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度是ω，單位為 rad/s（弧度 /秒）。經(jīng)過時(shí)間 t 后，線圈轉(zhuǎn)過的角度是ωt。這時(shí)， ab 邊的線速度 v 的方向與磁感線方向間的夾角也等于 ωt。設(shè) ab邊的長度 l，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度是 B，那么 ab 邊中 的感應(yīng)電動(dòng)勢 eab＝ Blvsinωt， cd邊 中 的感應(yīng)電動(dòng)勢第一章教案 24 跟 ab 邊中的大小相同，而且又是串聯(lián)在一起，所以，這一瞬間整個(gè) 線 圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢e 可用下式表示 e=2Blvsin ω t 當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁線平行的位置時(shí)， ab邊和 cd 邊的線速 度 方向都與磁感線垂直，即 ab 邊和 cd 邊都垂直切割磁感線，由于 ωt＝ π/2， sinωt＝ 1，所以，這時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢最大，用 Em來表示，即 Em=２ Blv，代入上式得到 e=Emsin ωt 式中， e 叫做電動(dòng)勢的瞬時(shí)值， Em 叫做電動(dòng)勢的最大值。由上式可知，在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈里產(chǎn) 生的感應(yīng)電動(dòng)勢是按正弦規(guī)律變化的。 如果把線圈和電阻組成閉合電路，則電路中就有感應(yīng)電流。 用 R表示整個(gè)閉合電路的電阻，用 i 表示電路中的感應(yīng)電流，那么 i=Re = tREm ?sin ， REm 是電流的最大值，用 Im表示，則電流的瞬時(shí)值可用下式表示 i=Imsin ωt 可 見感應(yīng)電流也是按正弦規(guī)律變化的。外電路中一段導(dǎo)線上的電壓同樣也是按正弦規(guī)律變化的。設(shè)這段導(dǎo)線的電阻為 R′ ，電壓的瞬時(shí)值 u 為 u=R′ i= R′ Imsin ωt 式中， R′ Im是電壓的最大最，用 Um表示，所以 u=Umsin ωt 上述各式