课程教案电工电子技术

山东协和学院课程教案使用教材《电工与电子技术》出版社人民邮电出版社适用专业机械设计制造及其自动化层次本科总学时80授课教师马磊教研室自动化教研室授课学年15-16学年学期第一学期课程教案教师马磊职称副教授专业机设班级2班课程名称《电工与电子技术》章节第一章1.1电路的作用与组成部分1.2电路的模型1.3电路的基本物理量及参考方向教学时数2教学方法及手段多媒体，板书目的要求1、了解电路的作用、电路模型；2、掌握电路的组成及其功能；3、掌握电路的基本物理量（电压、电流的定义和参考方向，功率的计算）。教学内容提问：试想如果没有电，生活将会怎样？导入新课：电工学是非电专业的技术基础课，通过本课程的学习，使学生具备电工技术与电子技术的基础知识，为升学以及后续课程打下一定的基础。1、电工学课程研究的对象————“电”2、电工学课程的发展3、电能的优越性（1）便于转换（2）便于输送（3）便于控制时间分配重点难点思考题重点：电路的组成及其功能难点：无思考题：本节全部思考题参考文献1．《电工电子技术》刘述民人民邮电出版社2.《电工电子技术》于荣义人民邮电出版社课程教案附页内容时间分配第1章电路的基本概念与基本定律电路：电流流通的路径。直流电路：由直流电源供电的电路。一、电路的组成及作用电路就是电流通过的闭合路径，它是由各种电气器件按一定方式用导线连接组成的总体。电路的结构形式和所能完成的任务是多种多样的，从日常生活中使用的用电设备到工、农业生产中用到的各种生产机械的电器控制部分及计算机、各种测试仪表等，从广义说，都是电路。最简单的电路如图所示的手电筒电路。1、组成：电路主要由三部分组成。（1）电源是供应电能的设备。在发电厂内将化学能或机械能等非电能转换为电能，如电池、蓄电池、发电机等。（2）负载是使用电能的设备，又称用电器。作用是将电能转换成其它形式的能量，如电灯、电炉、扬声器、电动机等。（3）中间环节用于连接电源和负载。起传输和分配电能或对电信号进行传递和处理的作用，如变压器、输电线等。2、电路模型和电路图实际电路元件电磁性质较为复杂。为便于对实际电路进行分析，需用能够代表其主要电磁特性的理想电路元件或它们的组合来表示。理想电路元件就是指只反映某一个物理过程的电路元件,包括电阻、电感、电容、电源等。用理想电路元件所组成的电路即为电路模型，手电筒电路的电路模型如图所示。RLC干电池电源开关导线中间环节白炽灯负载ELRoRS课程教案附页内容时间分配3、作用（1）进行电能的传输和转换，如照明电路、动力电路等。典型电路是电力系统。发电机升压变压器降压变压器输电线电动机电灯电炉负载电源中间环节（2）实现信息的传输和处理，如测量电路、扩音机电路、计算机电路等。典型电路是扩音机。晶体管放大电路扬声器中间环节电源负载二、电流1、电流的形成电荷的定向移动形成电流。2、电流的大小电流的大小是指单位时间内通过导体横截面的电荷量。恒定电流tQI（DC）（“－”）交变电流tqi（AC）（“～”）大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流，也称为直流电流，用I表示。大小和方向随时间变化的电流称为交变电流，简称交流电流，用i表示。电流的单位为A（安[培]），还有kA（千安）、mA（毫安）、μA（微安）等。31kA10A361A10mA10A3、电流的方向（1）实际方向习惯上规定正电荷移动的方向或负电荷移动的反方向为电流的实际方向。课程教案附页内容时间分配（2）参考方向：可以任意选取在分析电路时，常常要知道电流的方向，但有时电路中电流的实际方向难于判断，此时常可任意选定某一方向作为电流的“参考方向（也称正方向）”。所选的参考方向不一定与实际方向一致。当电流的实际方向与其参考方向一致时，则电流为正值；反之，当电流的实际方向与其参考方向相反时，则电流为负值，如图所示。II实际方向实际方向参考方向参考方向aabba）0Ib）0I4、电流的表示方法（1）箭头：（2）双下标：abI5、电流的测量——用电流表（安培表）来测量。测量时注意：（1）交、直流电流用不同表测量。（2）电流表应串联在电路中。（3）直流电流表有正负端子，即：“+”、“-”记号，接线时不能接错。（4）选择正确的量程。三、电压（电位差）1、物理意义在图中，极板a带正电，极板b带负电，a、b间存在电场。正极板a上的正电荷在电场力的作用下从a经过负载移到负极板b，从而形成了电流。这说明电场力做功产生了电流。I负载abUEab＋＋－－规定：电场力把单位正电荷从a点移动到b点所做的功称为a、b两点之间的电课程教案附页内容时间分配压，用abU表示。电压的单位为V（伏[特]），还有kV（千伏）、mV（毫伏）、μV（微伏）等。31kV10V361V10mV10V2、实际方向：由高电位指向低电位结论：对于电阻性负载来说，没有电流就没有电压，有电压就一定有电流。电阻两端的电压常叫做电压降（压降）。而对于电源来说，其端电压的实际方向是正极指向负极。3、参考方向：可以任意选取，同电流参考方向的选取4、电压的表示方法（1）箭头：（2）正负号：＋、－（3）双下标：abU5、电压的测量用电压表（伏特表）来测量。测量时注意：（1）交、直流电压用不同表测量。（2）电压表应并联在被测电路两端。（3）直流电压表有正负端子，即：“+”、“-”记号，接线时不能接错。（4）选择正确的量程。课程教案附页内容时间分配【例】电路如图所示，已知16VU，24VU，求：ab?U1U2Uab＋＋－－解：ab12()6V(4V)10VUUU四、电动势1、物理意义为维持电路中的电流流通，则必须保持电路a、b两端间的电压abU恒定不变，这就需要电源力源源不断地把正电荷从负极板b移回正极板a上。规定：电源力克服电场力把单位正电荷从b点（负极）经电源内部移回到a点（正极）所做的功，叫电动势，用E表示。2、电动势的实际方向电动势的实际方向规定：在电源内部由负极指向正极，即电位升，其单位与电压单位相同，也是伏特（V）。结论：对于一个电源来说，既有电动势，又有端电压。电动势只存在于电源内部，方向由负极指向正极；而端电压只存在于电源外部，其方向由正极指向负极。一般情况下，电源的端电压总是低于电源内部的电动势，只有当电源开路或者电源的内阻忽略不计时，电源的端电压才与其电动势相等。3、电动势（E）和电压（abU）的区别：课程教案附页内容时间分配*物理意义不同；*实际方向不同；*电动势只表示电源，而电压既可表电源，也可表负载。4、直流电动势的两种图形符号五、功率把单位时间内电场力所做的功称为电功率。用“P”表示。定义式：22WUPUIIRtR单位：W、kW、mW其中：“W”为电功，指电流所做的功，简称“电功”（电能）。电流做功的过程，实质上就是把电能转换为其他形式的能的过程。表达式：WUIt单位：焦耳（J）或千瓦时（kWh）1kWh指：1千瓦功率的设备，使用1小时所消耗的电能，俗称1度电。小结：本次课讲解了组成电路的三要素，电流这个主要物理量的物理意义及实际方向与参考方向的含义，要求学生掌握电压、电动势和功率三个基本物理量，并知道电压与电动势间的区别。课程教案教师马磊职称副教授专业机设班级2班课程名称《电工与电子技术》章节1.4欧姆定律1.5电路的工作状态1.5.1有载工作状态及额定工作状态1.5.2断路1.5.3短路教学时数3教学方法及手段多媒体、板书目的要求1、了解电阻串并联的实际应用，进一步熟悉欧姆定律及其应用；2、掌握电路常见的三种状态及其特点。教学内容复习提问：1、电动势与电压的区别；2、1度电的概念？一、部分电路欧姆定律1、部分电路：只含有负载而不包含电源的一段电路。2、内容：流过电阻的电流I与电阻两端的电压U成正比，与电阻值R成反比，称为部分电路欧姆定律。3、表达式：UIR（U、I参考方向一致）UIR（U、I参考方向不一致）时间分配重点难点思考题重点：1.电路常见的三种状态及其特点2.欧姆定律及其应用难点：无参考文献1．《电工电子技术》刘述民人民邮电出版社2.《电工电子技术》于荣义人民邮电出版社课程教案附页内容时间分配RRIIUU＋＋－－RRIIUU＋＋－－a）U、I参考方向一致b）U、I参考方向不一致【例1】：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。解：对图(a)有，UIR，63Ω2URI对图(b)有，UIR，63Ω2URI二、全电路欧姆定律1、概念（1）全电路：含有电源的闭合电路。（2）内电路：电源内部的电路。外电路：电源外部的电路。（3）内电阻：电源内部的电阻，简称内阻。用SR表示。外电阻：外电路的电阻。用LR表示。2、内容：闭合电路中的电流I与电源的电动势E成正比，与电路的总电阻，即内电阻和外负载电阻之和（SLRR）成反比。EI＋－ULRSRRU6V+2AR+–U6VI(a)(b)I–2A–课程教案附页内容时间分配3、表达式：SLEIRRSLIRIREUU外内U内是内阻上的压降；U外既是外阻上的压降，又是电源两端的电压（路端电压或端电压）。电路的三种工作状态一、负载的额定值1、额定电流、额定电压和额定功率电气设备安全工作时所允许的最大电流、最大电压和最大功率。2、铭牌数据通常电气设备或元件的额定值标在产品的铭牌上，故额定值也称铭牌数据。如一白炽灯标有“220V/40W”，表示它的额定电压为220V，额定功率为40W。3、电气设备的工作状态（1）额定工作状态：电气设备或元件在额定功率下工作的状态，也称为满载状态。电气设备满载工作时经济合理、安全可靠。（2）轻载状态：电气设备或元件低于额定功率运行的工作状态，也称为欠载状态。电气设备轻载工作时不经济。（3）过载状态：电气设备或元件高于额定功率运行的工作状态，也称为超载状态。电气设备超载工作时容易损坏或造成严重事故，一般不允许出现。二、电路的三种状态1、通路——电源的有载工作将电路中的开关S闭合，电源与负载接通，构成回路，电源处于有载工作状态。LRSI＋＋EoR＋－－－ULULRSI＋＋EoR＋－－－0ULULRS0I＋＋EoR＋－－－oULUa）电源的有载工作b）电源开路c）电源短路课程教案附页内容时间分配电路中的电流为：OLEIRR端电压与输出电流的关系为：OUERI上式表明：当电源具有一定值的内阻时，端电压总是小于电源电动势；当电源电动势和内阻一定时，端电压随输出电流的增大而下降。电源产生的功率=负载取用的功率+内阻及线路损耗的功率。2、开路（断路）将图中的开关S断开，电源处于开路状态，也称为电源的空载运行，相当于LR。此时负载上的电流、电压和功率均为零。即：电源的开路电压等于电源的电动势。0I，OUUE3、短路电源两端由于某种原因直接接触时，电源就被短路，电路处于短路运行状态。其特点是：被短路元件两端电压为0。电路中电流称为短路电流SI，且有SOEIR，电源输出电压为SO0UEIR。短路电流SI很大，如果没有短路保护，会发生火灾。短路是电路最严重、最危险的事故，是禁止的状态。产生短路的原因主要是接线不当，线路绝缘老化损坏等。应在电路中接入过载和短路保护。本次课小结：通过本次课讲解，要求学生了解用电设备的几种工作状态，掌握电路有载工作、开路与短路的特点。课程教案教师马磊职称副教授专业机设班级2班课程名称《电工与电子技术》章节1.6基尔霍夫定律1.7电路中电位的概念和计算方法教学时数2教学方法及手段多媒体，板书目的要求1.理解基尔霍夫两定律阐述的内容；2.掌握基尔霍夫两定律的应用。教学内容复习提问：电路有载工作、开路与短路的特点。导入新课：电路有简单电路和复杂电路之分，不能用电阻串、并联关系化简的电路叫做复杂电路。分析电路的方法很多，但它们的依据是电路的两条基本定律——欧姆定律和基尔霍夫定律。基尔霍夫定律既适用于直流电路，又适用于交流电路。它包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律两个定律。基尔霍夫电流定律应用于节点，基尔霍夫电压定律应用于回路。为了阐明该定律，先