文档介绍：《电工电子技术》
教案
第1章电路分析基础
本章要求
1、了解电路的组成和功能,了解元件模型和电路模型的概念;
2、深刻理解电压、电流参考方向的意义;
3、掌握理想元件和电压源、电流源的输出特性;
4、熟练掌握基尔霍夫定律;
5、深刻理解电路中电位的概念并能熟练计算电路中各点电位;
6、深刻理解电压源和电流源等效变换的概念;
7、熟练掌握弥尔曼定理、叠加原理和戴维南定理;
8、理解受控电源模型, 了解含受控源电路的分析方法。
本章内容
电路的基本概念及基本定律是电路分析的重要基础。电路的基本定律和理想的电路元件虽只有几个,但无论是简单的还是复杂的具体电路,都是由这些元件构成,从而依据基本定律就足以对它们进行分析和计算。因而,要求对电路的基本概念及基本定律深刻理解、牢固掌握、熟练应用、打下电路分析的基础。依据欧姆定律和基尔霍夫定律,介绍电路中常用的分析方法。这些方法不仅适用于线性直流电路,原则上也适用于其他线性电路。为此,必须熟练掌握。
教学时数 1学时
本节重点 1、理想元件和电路模型的概念
2、电路变量(电动势、电压、电流)的参考方向;
3、电压、电位的概念与电位的计算。
本节难点参考方向的概念和在电路分析中的应用。
教学方法通过与物理学中质点、刚体的物理模型对比,建立起理想元件模
型的概念,结合举例,说明电路变量的参考方向在分析电路中的重要性。通过例题让学生了解并掌握电位的计算过程。
教学手段传统教学手法与电子课件结合。
教学内容
实际电路与电路模型
1、实际电路的组成和作用
(1)组成:电源(信号源)、负载和中间环节
(2)作用:;。
2、电路模型:
考虑电路分析的需要,建立理想电路模型。
(1)理想电路元件概念:忽略实际元件的次要物理性质,反映其主要物理性质,把实际元件理想化。
(2)电路模型的概念:实际电路中的实际元件用理想元件代替的电路。
例如手电筒电路:
US
+
-
RL
电池
灯泡
开关
S
实际电路手电筒电路模型
IS
3、常用的理想元件:
-
+
US
产生电能元件:
理想电压源理想电流源
R
(2)耗能元件:
电阻
L
C
(3)储能元件:
电容电感
电路分析中的若干规定
电路参数与变量的文字符号与单位
电路参数的概念:理想元件的数值。
变量的概念:电路中的电动势、电压和电流。
(1)文字符号的规定:
①电路参数的文字符号用大写斜体字表示,如电阻R;
②电路变量的文字符号:
直流量:用大写斜体字表示如电压U、电流I;
瞬时量和时变量:用小写斜体字母表示,如电压u、电流i;
③单位的文字符号:用国际通用的文字符号表示。单字母的单位用大写正体
字母表示,如V、A等;复合字母表示的单位,第一个字母正体大写,以后的字母正体小写,如Hz、Wb等。
电路变量的参考方向
电路变量的实际方向:物理学中的规定:电动势的方向是在电源内部,低电位点指向高电位点的方向;电压的方向是高电位点指向低电位点的方向;
电流的方向是正电荷流动的方向,如图(a)所示。
变量参考方向概念的引入:
变量参考方向又称正方向,为求解变量的实际方向无法预先确定的复杂电
I
+
-
E US
U2 R2
R1 U1
路,人为任意设定的电路变量的方向,如图(b)所示。
+
-
+
-
I1 I2 I3
a
b
R1 U1
R2 U2
US2
US1
R3 U3
(a)电流、电压的实际方向(b)电流、电压的参考方向
参考方向标示的方法:
①箭头标示;②极性标示;③双下标标示。
注意:
①参考方向的设定对电路分析没有影响;
②电路分析必须设定参考方向;
③按设定的参考方向求解出变量的值为正,说明实际方向和参考方向相同,为负则相反。
关联参考方向和非关联参考方向的概念:
一个元件或一段电路上,电流与电压的参考方向一致时称为关联参考方向,反之为非关联参考方向。
欧姆定律在不同参考方向情况下的表达形式:
关联参考方向:U=RI
非关联参考方向:U= –RI
例:已知图(a)、(b)电路和变量的参考方向,求电流I。
2Ω
I
6V
2Ω
I
6V
解:(a)图中电阻电压与流过电
阻电流为关联参考方向,据欧姆定律
U=RI
则
(b)图中电压与电流为非关联参考方向, (a) (b)
欧姆定律的表达式为 U= –RI
则
结论:(a)图解得I为正,表明电流的实际方向与所设参考方向一致,而(b)图解得I为负,表明电流的实际方向与所设参考方向相反。
3、功率