电路基础(叠加定理)教案

课程名称电工技术任课教师课程类型专业基础课教学对象电力技术专业计划学时教学单元电阻电路分析教学章节叠加定理教学目标熟练运用叠加定理求解复杂电路教学重点叠加定理内容及解题步骤教学难点电源处理及代数和正负号的确定教学方法讲授法教学用具黑板、粉笔教学过程备注一、旧课回顾上节课我们学习了结点电位法求解电路。步骤：（1）选择参考结点及设各结点电位并在图中标明；（2）求各自导、互导及各等效电流源的代数和，列写出结点电位方程；（3）解出结点电位，求其它待求量。例：用结点电位法求1I。复习上节课内容，将上节课计算得到的结果用于本节课的学习。解：如图所示，设0结点为参考结点，结点1的电位为1V，列结点电位方程。对结点1：12112312111()SSUUVRRRRR1223131231312SSRRURRUVRRRRRR1121211123131231312233231312()/+=SSSSSUVIRRRURRUURRRRRRRRRRURRRRRR（）二、引入新课问：目前为止，我们学习了哪几种求解复杂电路的方法？答：基尔霍夫定律求解、支路电流法求解、结点电位法求解。今天，我们将学习一种新的求解复杂电路的方法——叠加定理。它跟我们之前多学的几种方法有个很大的不同，就是它仅用于线性电路的求解，主要用于计算线性电路中多个电源作用下的支路电流或支路电压。三、讲授新课1、几个概念线性电路：由线性原件和电源构成的电路。线性：指输入和输出之间的关系可以用线性函数表示。例：线性电阻（1.3节中所学）线性电阻是线性元件；二极管是非线性元件。2、叠加性线性电路具有叠加性，它的各支路电流或支路电压是各独立电源单独作用时该支路产生的电流分量或电压分量的代数和（叠加）。图（a）就是一个线性电路，1I是两个电压源1SU、2SU共同作用的结果。如果2SU不作用，仅1SU作用，1R所在支路会产生一个电流，1SU不作用，2SU单独作用，会产生一个电流，1I就是这两个电流之和。2122331231312233231312231312++SSSRRRUIRRRRRRRRRUURRRRRRRRRRRR（）设1(1)231231312+SRRIURRRRRR——1SU单独作用的结果2(2)31231312SRIURRRRRR——2SU单独作用的结果(1)(2)111III3、叠加定理内容叠加定理：在线性电路中，有几个独立电源共同作用时，每一个支路中所产生的响应电流或电压，等于各个独立电源单独作用时在该支路中所产生的响应电流或电压的代数和（叠加）。理想电压源不作用——电压为零——短路理想电流源不作用——电流为零——开路4、叠加定理应用运用叠加定理可以将一个复杂电路分为几个比较简单的电路，然后对这些比较简单的电路进行分析计算，再把结果合成，就可以求出原有电路中的电压、电流，避免了对联立方程的求解。例：如图所示电路1SU=12V，2SU=6V，1R=2，2R=1，3R=2，求电流1I。【分析】电路中含有两个电源，依据叠加定理的内容可知，要把两个电源分成一个一个单独的电源，每个电源作一个分图，通过具体电路来概述用叠加定理求支路电流的方法是定理的简单应用，所以用师生共同探讨的形式在教师的引导共两个分图。每个分图中只含有一个电源，电路变成了简单直流电路，可以用简单直流电路求解的方法求解每个分电路。解：1SU单独作用时，电路图如图（b）所示(1)1124.5A21221I2SU单独作用时，电路图如图（c）所示(2)263A22122I(2)(2)122131.5A222II(1)(2)1114.51.53AIII下由学生概括出求解步骤，教与学互相交融，相得益彰。步骤：（1）分别作出一个电源单独作用的分图（电压源不作用，短路；电流源不作用，开路；受控源和电阻不变）；（2）按电阻串、并联计算方法，分别计算出分图中每一支路电流或电压的大小和方向；（3）求出各电源在各个支路中产生的电流或电压的代数和（分电流或分电压参考方向与原待求电流或电压参考方向一致，取正号，相反取负号）。5、叠加定理适用场合（1）仅适用于线性电路；（2）只能用来求电路中的电压或电流，不能用来计算功率（功率是电流或电压的二次函数）。2(1)(2)2(1)2(2)2(1)(2)()PIRIIRIRIRPP例：图（a）中(1)(2)11PP是否等于1P？解：221113218WPIR(1)(1)22111814.52W2PIR(2)(2)2211191.52W2PIR(1)(2)111PPP作业设计P802-18、2-19板书设计叠加定理1、几个概念线性电路：由线性原件和电源构成的电路。线性：指输入和输出之间的关系可以用线性函数表示。2、叠加性3、叠加定理内容在线性电路中，有几个独立电源共同作用时，每一个支路中所产生的响应电流或电压，等于各个独立电源单独作用时在该支路中所产生的响应电流或电压的代数和。理想电压源不作用——短路理想电流源不作用——开路4、叠加定理的应用步骤（1）分别作出一个电源单独作用的分图；（2）按电阻串、并联计算方法，分别计算出分图中每一支路电流或电压的大小和方向；（3）求出各电源在各个支路中产生的电流或电压的代数和（分电流或分电压参考方向与原待求电流或电压参考方向一致，取正号，相反取负号）。5、叠加定理的适用场合（1）仅适用于线性电路；（2）只能用来求电路中的电压或电流，不能用来计算功率（功率是电流或电压的二次函数）。2(1)(2)2(1)2(2)2(1)(2)()PIRIIRIRIRPP教学反思本教学过程中的例题、讲解、提问，进一步巩固和强化了教学的重点、难点，有利于学生全面理解和掌握叠加定理的内容，对知识要点能深刻理解、领会。通过教师精讲，学生多练，运用叠加定理求解复杂直流电路，达到巩固知识点、解决难点的目的。如果本节课能以实验的方式导入，将使本来抽象的知识变得直观、简单和形象，对这部分知识难点的突破起到了很好的帮助作用。