电工与电子技术教案要点

教案课程名称：电工与电子技术授课专业：授课教师：教务处制课程名称电工与电子技术课程编号总学时96课程性质必修课程类型专业基础课课程定位本课程是工科非电类专业及部分电类专业的一门专业技术基础课课程教学目标使学生掌握必备的电工电子技术与技能，培养学生解决涉及电工电子技术实际问题的能力，为学习后续专业技能课程打下基础。课程教学重点电路基础理论，电路分析的基本方法；半导体器件性能和原理，常用模拟电路的原理和分析方法及应用；数字电路中逻辑电路的分析和设计，触发器的工作原理及应用。课程教学步骤设计教学内容重点、难点讲授学时直流电路及电路分析的基本方法重点：电路基本概念和分析方法；难点：电位的概念，参考方向,等效电源原理10单相正弦交流电路重点：正弦量的三要素，相量表示法，电路元件电压电流的相量形式；难点：交流电向量分析法8三相正弦交流电路重点：三相交流电在实际中的应用；难点：负载星形联接和角形联接的三相电路。2电路基础部分实训12三相变压器重点：变压器工作原理；难点：变压器工作原理1交流电动机和直流电动机重点：电动机工作原理；难点：电动机器工作原理1常用半导体器件重点：半导体基本知识、导电性和伏安特性曲线，三极管工作原理和特性，二极管和三极管基本应用电路分析方法；难点：三极管原理6放大电路与集成运算重难点：放大电路的静态分析和动态分析；差分18放大器放大电路的动态分析，集成运放的图形符号和输入方式、电路模型、理想特性。模拟电子电路部分实训12组合逻辑电路重点：熟悉基本逻辑关系及其表示,加法器、编码器、译码器等应用；难点：逻辑电路分析及设计方法。6时序逻辑电路重难点：时序逻辑电路分析方法8数字量与模拟量的转换重难点：转换的原理及实现2数字电子电路部分实训8课程考核要求和考核方式本课程考核由三部分组成：理论考核占60%，实验考核占20%，平时考核占20%。考核得分=理论考核×60%+实验考核×20%+平时考核×20%。理论考核采用纸质试题闭卷考核方式，考核时间120分钟，试卷总分为100分，客观题与主观题的分值比约1：1。实验考核由实验出勤、实验操作和实验报告组成。某个实验未出勤则不得分。在实验出勤的前提下，单个实验得分=实验操作得分×50%+实验报告得分×50%。实验考核总得分等于所有单个实验得分的算术平均分。平时考核由上课情况（包括上课出勤、上课答问、上课纪律）和习题作业组成。平时考核得分=上课情况得分×70%+习题作业得分×30%。第一章直流电路及电路分析的基本方法课时数10本章教学目标理解电路的概念，以及电流、电压、电位、电动势、电能、电功率等常用物理量的概念；能对直流电路的常用物理量进行简单的分析与计算；运用欧姆定律、基尔霍夫定律和叠加法、戴维南定理等电路分析的方法对电路进行分析和计算。本章教学重点与难点重点：电路中的基本概念和电路的分析方法；难点：电位的概念，参考方向,等效电源原理教学方法（讲授、讨论、案例分析、实验等）通过多媒体课件讲述，注意通过形象的比喻帮助学生理解电路中的概念，在电路分析方法的教学中，辅助板书，边计算边讲解，并辅以大量的例题分析。在实验中设计电路以验证电路分析的方法，加强学生的理解和动手能力。本章教学步骤设计讲述：电路的基本概念和分析方法例题分析：通过例题讲解和分析，加深学生对电路概念和分析方法的掌握和理解。实验实训本章教学内容一、专业课介绍介绍本课程的学习方法，课程内容和大致课时分配二、电路的基本概念1.介绍电路的基本概念和类型，电路元件模型介绍常用理想元件及符号集总参数模型2.电路的基本物理量：电压、电流、功率的定义介绍词头代号因数词头代号因数中文英文中文英文兆()兆M106厘()厘c10-2千()千k103毫()毫m10-3百()百h102微()微µ10-6十()十10皮()皮p10-12常用单位3.参考方向：定义和分析例题三、电路的基本定律1.欧姆定律1.基尔霍夫定律(a)电流定律(b)电压定律四、电路的连接和工作状态1.电源有载工作时的电流、电压和功率2.电源开路时的电流、电压和功率3.电源短路时的电流、电压和功率4.电阻串并联的等效变换(a)电阻串联特点(b)电阻并联特点(c)混联举例五、电流源的等效变换1.两种电源模型2.两种电源等效变换六、电路分析基本方法1.支路电路法:掌握支路、回路、结点、网孔的概念并会在实际电路中分析(a)定义：以支路电流为未知量列写电路方程的分析方法。(b)分析方法：对节点数为n，网孔为m，支路数为b的电路总共有b个未知支路电流数目，根据基尔霍夫定律列出：独立方程：n–1个独立方程：m个，然后联立求解。2.结点电压法3.叠加定理(a)定理内容在任何由线性元件、线性受控源和独立激励源组成的线性电路中，任一支路的响应（电压或电流）等于各个激励源单独作用时在该支路所产生的响应的代数和。(b)叠加定律的解题步骤将电路的各支路的响应（电压或电流）可以看成是由各个激励源单独作用时，在该支路的响应叠加。在计算某一独立电源单独作用所产生的电压或电流时，应将电路中其它独立电压源用短路(0)代替，而其它独立电流源用开路(0)代替。电路中所有电阻都不予更动，受控源则保留在各分电路中。叠加时应注意电压和电流的参考方向，求其代数和，参考方向一致时取“+”，反之取“－”。4.二端网络及戴维南定理(a)思路：在线性电路分析中，常常碰到只需研究某一支路的情况。这时，可以将除我们需保留的支路外的其余部分的电路(通常为二端网络)，等效变换为较简单的含源支路(实际电压源或实际电流源支路)，可大大方便我们的分析和计算。戴维南定理诺顿定理(b)戴维南定理内容任何线性有源电阻性二端网络N，可以用电压为的理想电压源和阻值为R0的电阻串联的电路模型来替代。其中，电压等于该网络N端口开路时的端电压；串联电阻R0等于该网络N中的所有独立电源置零时（独立电压源用短路(0)代替，而独立电流源用开路(0)代替），从端口看进去的等效电阻。N待求支路R0＋－待求支路R0待求支路本章学习参考资料1、《电工与电子技术基础》，毕淑娥编著，哈尔滨工业大学出版社2、《电路理论基础》，周长源编著，高等教育出版社3、学校网络教学平台和互联网资源本章课外作业练习《电工与电子技术基础》，毕淑娥编著，一、二章课后题本章教学小结通过对电路基本概念的学习，掌握电流、电压、电位、电动势、电能、电功率等常用物理量的概念和计算方法；学习和掌握电路基本内容分析方法，运用欧姆定律、基尔霍夫定律和叠加法、戴维南定理等对电路进行分析和计算。第二章单相正弦交流电路课时数8本章教学目标掌握正弦交流电路的基本物理量，理解电阻、电感和电容的交流特性，学习交流量的向量分析法，并用以分析电路的特性，掌握交流电路功率的概念和计算方法。本章教学重点与难点重点：正弦量的三要素，相量表示法，电路元件电压电流的相量形式；难点：交流电向量分析法教学方法（讲授、讨论、案例分析、实验等）通过多媒体课件讲述，注意对交流电中概念和直流电中概念的对比，在向量分析法的教学中，注重分析和类比，并辅以大量的例题分析。在实验中设计电路以验证交流电的特性，加强学生的理解和动手能力。本章教学步骤设计讲述：单项交流电的基本概念。分析：详细讲解向量的概念和与三角函数的映射关系，帮助学生理解。例题分析：通过例题讲解和分析，加深学生对向量分析法的掌握和理解。实验实训本章教学内容一、正弦交流电1.正弦交流电的概念2.正弦量的三要素(a)频率(b)幅值(c)初相位3.正弦交流电的向量表示法(a)向量图(b)向量式二、电器元件的交流响应1.电阻元件交流特性2.电容元件交流特性3.电感元件交流特性4.串联电路交流特性三、交流电向量分析法1.三种电路元件的电压电流相量表示2.基尔霍夫定律的相量形式3.复阻抗4.阻抗串并联的计算5.电路分析计算四、交流电路的功率1.交流电中功率的基本概念(a)有功功率(b)无功功率(c)视在功率(d)功率因数2.功率因数的提高3.串联谐振与并联谐振本章学习参考资料1、《电工与电子技术基础》，毕淑娥编著，哈尔滨工业大学出版社2、《电路理论基础》，周长源编著，高等教育出版社3、学校网络教学平台和互联网资源本章课外作业练习《电工与电子技术基础》，毕淑娥编著，三章课后题本章教学小结通过对交流电概念的介绍，学生掌握正弦交流电路的基本物理量，并理解电阻、电感和电容的交流特性，学习交流量的向量分析法，并用以分析电路的特性，掌握交流电路功率的概念和计算方法。第三章三相正弦交流电路课时数2本章教学目标1、熟悉三相三线制的不对称负载电路的分析方法；2、掌握三相对称交流电路的特点及计算方法、对称三相交流功率的计算；以及三相四线制的不对称电路的分析和计算本章教学重点与难点重点：三相交流电在实际中的应用；难点：负载星形联接和角形联接的三相电路。教学方法（讲授、讨论、案例分析、实验等）讲授+讨论本章教学步骤设计三相电源0.5学时负载星形连接的三相电路0.5学时负载三角形连接的三相电路0.5学时三相电路的功率0.5学时本章教学内容第一节三相电源对称三相电源三个大小相等、频率相同、相位互相相差120o的正弦交流电压源称为对称三相电源。（1）对称三相电压源的瞬时值表达式为（2）对称三相电源的相量形式（3）对称三相电源的波形图、相量图（4）对称三相电源的特点：（5）相序三相电源超前滞后的次序称为相序。如果A相超前B相，B相超前C相，称为正序或顺序，反之，称为负序或逆序。工程上通用的是正序。第二节三相电源的连接三相电源有星形和三角形两种连接方式，构成一定的供电体系向负载供电。一、星形联结1形联接图2.三相电源的相电压与线电压之间存在以下关系：3.对称三相电源还存在以下关系：结论：1.三相电源星形联接时，线电压有效值为相电压的有效值的倍，即；同时，在相位上线电压超前相应的相电压，如线电压超前相电压。2.对称三相电源联接成星形时，可以对外提供两组不同的对称电源。二.三角形联结1.Δ形联接图2.三相电源的相电压与线电压之间存在以下关系：在对称三相电源三角形联结时，必须注意正确联接每相电源的极性。第三节三相负载的连接三相负载的连接方式也有星形和三角形两种。一、星形联结（Y联结）1.Δ形联接图如右2.线电流与相电流的关系:二、三角形联结（联结）1.Δ形联接图2.线电流和相电流之间存在以下关系：3.三个相电流为一组对称三相正弦量时有结论：1.Δ联接时，若负载相电流对称，则线电流有效值为相电流有效值的倍；在相位上，线电流滞后相应的相电流。2.若将三角形连接的三相负载看成一个广义节点，则存在，此结论与电流是否对称无关，可应用于所有三相三线制电路。第四节对称三相电路的计算一、负载星形联结的对称三相电路对称三相负载联成星形时有以下特点：①中线可有可无。无论电路中有无中线、中线阻抗为多大，N、N,两点均可用无阻抗导线相连接，每相负载直接获得Y形联接对称三相电源的相电压。②独立性。对称三相负载各相电压、相电流只与本相的电源及阻抗有关，而与其它两相无关。③对称性。负载各线电流、相电流均对称。可以只求一相，其他两相由对称原则推出，不需再另行计算。二、负载Δ联结的对称三相电路1.不计端线阻抗时2.考虑端线阻抗时第五节不对称三相电路的分析1.不对称负载Y形联接无中线（三相三线制）2.不对称负载Y形联接有中线（三相四线制）3、不对称负载Δ联结的三相电路1.不计端线阻抗时每相负载分别承受对称三相电源的线电压，只要分别计算三个单相电路即可求得各个相电流，再应用求得各个线电流。此时，相电流、线电流均不再对称。2.考虑端线阻抗时将Δ形联接负载变换为Y形联接负载，就成为对称电路的计算。三相电路的功率及其测量一、三相电路的功率1.瞬时功率三相电路中，三相负载的瞬时功率应是各相负载瞬时功率之和即2.有功功率三相负载吸收的有功功率等于各相负载吸收的有功功率之和，即3.无功功率4.视在功率二、三相电路的功率测量1.“三瓦计”法2.“二瓦计”法本章学习参考资料1、邱关源《电路》北京：人民教育出版社19792、蔡元宇《电路及磁路》北京：高等教育出版社19933、周长源