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文檔簡介
1、8/8技術職業(yè)培訓學校電工基礎教 案第二章 直流電路分析方法概 述本章教學目的及基本要求:1了解電阻串聯(lián)和并聯(lián)的計算,掌握電阻混聯(lián)的分析和等效變換;2了解電壓源與電流源的等效變換的特點,掌握其等效變換的方法;3了解支路電流法和疊加定理求解電路的步驟,掌握其計算分析方法;4了解戴維南定理求解電路的步驟,掌握其計算分析方法;本章教學內(nèi)容的重點和難點:教學重點:1電阻混聯(lián)的等效變換; 2電壓源與電流源的等效變換;3戴維南定理的分析計算。教學難點:1電壓源與電流源的等效變換2戴維南定理的分析計算本章教學內(nèi)容的深化和拓寬:1電阻的識別;2諾定定理。本章教學方法、方式: 講授 啟發(fā) 討論本章主要參考資料:
2、1秦曾煌主編: 電工學簡明教程(第2版) 高等教育出版社. 2007.12趙福堂主編: 汽車電工電子技術基礎 機械工業(yè)出版社. 2005.93高樹德主編: 汽車電工電子技術基礎 機械工業(yè)出版社. 2005.10技術職業(yè)培訓學校電工基礎單 元 教 案 首 頁2019 年10月6日第5周課題:2-1 電阻的串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)及等效變換 課次:3 2-2 電壓源與電流源及其等效變換教學方法:講授、討論、啟發(fā) 教具:多媒體教學目的:1了解電阻串聯(lián)、并聯(lián)的等效電路的特點,掌握其各自的計算;2掌握電阻混聯(lián)的等效變換與計算方法;3了解電壓源與電流源的符號與特點,掌握其兩種電源模型的等效變換。教學重點:1電阻混
3、聯(lián)的等效變換與計算2電壓源與電流源兩種電源模型的等效變換教學難點:電壓源與電流源兩種電源模型的等效變換教學過程時間分配作業(yè)分析 5分鐘講授新課 75分鐘鞏固小結 3分鐘課后練習 7分鐘課后記:教學過程設計【作業(yè)分析】針對上次布置的作業(yè)同學們中出現(xiàn)的共性錯誤問題進行分析?!拘抡n傳授】一、電阻的串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)及等效變換1.電阻的串聯(lián)幾個電阻依次首尾相聯(lián),并且在這些電阻中通過同一電流,則這樣的聯(lián)接方法就稱為電阻的串聯(lián)。串聯(lián)電路的特點是:(1)電流處處相等。(2)總電壓等于各段分電壓之和。(3)總電阻等于串聯(lián)電路中各個電阻之和。(4)串聯(lián)電路中各個電阻兩端的電壓與該阻值成正比。(5)串聯(lián)電路中各電阻
4、消耗的功率與該阻值成正比。2.電阻的并聯(lián)幾個電阻的兩端都分別接在一起,在同一個電源電壓作用下它們的端電壓都相同,這種方式稱為并聯(lián)。并聯(lián)電路的特點是:(1)并聯(lián)各電阻兩端的電壓均相等。(2)總電流等于流經(jīng)各電阻電流之和。(3)總電阻的倒數(shù)等于并聯(lián)電路中各個電阻倒數(shù)的和。(4)并聯(lián)電路中任一電阻中的電流與該阻值成反比。(5)并聯(lián)電路中各個電阻吸收的功率與該阻值成反比。3.電阻的混聯(lián)既有電阻的串聯(lián)又有電阻的并聯(lián)的連接稱為電阻的混聯(lián)。分析混聯(lián)電路時可以應用電阻的串聯(lián)、并聯(lián)特點逐步求解。13例2-1(略,詳見教材) 二、電壓源與電流源及其等效變換1.電壓源(1)理想的電壓源恒壓源一個電源沒有內(nèi)阻,其端電
5、壓與負載電流的變化無關,為常數(shù),則這個電源稱為理想的電壓源,用Us表示,它是一條與I軸平行的直線。電壓源中電流的實際方向可以從電影的高電位流向低電位,也可以從低電位流向高電位。前者電壓源吸收功率,后者電壓源釋放功率。通常用的穩(wěn)壓電源、發(fā)電機可視為理想的電壓源。(2)實際電壓源實際的電源都不會是理想的,總是有一定的內(nèi)阻,因此,在電路分析時,對電源可以用一個理想的電壓源與內(nèi)阻相串聯(lián)的電路模型電壓源來替代。2.電流源(1)理想電流源恒流源當一個電源的內(nèi)阻為無窮大,其輸出電流與負載的變化無關,為常數(shù),則這個電源稱為理想電流源,用Is表示。其外特性曲線是一條與縱軸U平行的直線。常用的光電池與一些電子器件
6、構成的穩(wěn)流器,可以認為是理想的電流源。(2)電流源理想電流源實際上是不存在。對于一個實際的電源,也可以用一個理想的電流源與內(nèi)阻并聯(lián)的電路模型電流源來替代。3.電源模型的連接 (1)n個電壓源串聯(lián) 可用一個電壓源等效代替,其等效電壓源為各個電壓源電壓代數(shù)和。若n個電壓源并聯(lián),則并聯(lián)的各個電壓源電壓必須相等,否則不能并聯(lián)。(2)n個電流源并聯(lián) 可用一個電流源等效代替,其等效電流源為各個電流源電流代數(shù)和。若n個電流源串聯(lián),則串聯(lián)的各個電流源電流必須相等,否則不能串聯(lián)。4.兩種電源模型的等效變換 電壓源與電阻串聯(lián)的電路等效變換為電流源與電阻并聯(lián)的電路時有,IS=US/R0。反之電流源與電阻并聯(lián)的電路等
7、效變換為電壓源與電阻串聯(lián)的電路時有US=ISR0。在等效變換時還需注意: (1)電流源電流的參考方向在電壓源內(nèi)部由負極指向正極。 (2)理想電壓源的短路電流IS為無窮大,理想電流源的開路電壓U0為無窮大.因而,理想電壓源與理想電流源之間不能等效互換。 (3)與電壓源并聯(lián)的元件并不影響電壓源的電壓,對外電路,它可等效為一個理想電壓源。但等效后電壓源的電流并不等于變換前電壓源的電流。(4)與電流源串聯(lián)的元件并不影響電流源的電流,對外電路,它可等效為一個理想電流源。但等效后電流源的電壓并不等于變換前電流源的電壓。 5.例題講解教材18例2-2,例2-3.(略)【鞏固小結】 1電阻串聯(lián)與并聯(lián)的特點 2
8、電流源與電壓源等效變換的特點及注意事項【課后練習】 教材23 1 2 ; 24 4 技術職業(yè)培訓學校電工基礎單 元 教 案 首 頁2019 年10月13日第6周課題:2-3 支路電流法和疊加定理 課次:4 2-4 戴維南定理教學方法:講授、討論、啟發(fā) 教具:多媒體教學目的:1了解支路電流法求解電路的步驟,掌握支路電流法的計算方法;2了解疊加定理求解電路的步驟,掌握疊加定理的計算方法;3了解戴維南求解電路的步驟,掌握戴維南定理的計算方法教學重點:1支路電流法的計算;2疊加定理的計算方法3戴維南定理的計算方法教學難點:戴維南定理的計算方法教學過程時間分配復習舊課 8分鐘講授新課 70分鐘鞏固練習
9、10分鐘作業(yè)布置 2分鐘課后記:教學過程設計【復習舊課】1電阻混聯(lián)等效變換2電壓源與電流源等效變換【新課傳授】一、支路電流法1.支路電流法求解電路的步驟(1)選取各支路電流的參考方向,以各支路電流為未知量。(2)如電路中有n個節(jié)點、b條支路,按KCL列出(n-1)個獨立的節(jié)點電流方程。(3)選取回路,并選定回路的繞行方向按 KVL列出b -(n-1)個獨立的回路電壓方程。(4)聯(lián)立求解所列的方程組,即可計算出各支路電流。 2.支路電流法應用舉例教材19例2-4 20 例2-5二、疊加定理疊加定理是指幾個電源同時作用的線性電路中,任一支路的電流(或電壓)都等于電路中每一個獨立源單獨作用下在此支路
10、產(chǎn)生的電流(或電壓)的代數(shù)和。1.疊加定理求解電路的步驟(1)將幾個電源同時作用的電路分成每個電源單獨作用的分電路。 (2)在分電路中標注要求解的電流和電壓的參考方向,對每個分電路進行分析,解出相應的電流和電壓。 (3)將分電路的電流和電壓進行疊加。應用疊加定理時應注意:(1)疊加原理只適用線性電路。它只能用來分析和計算線性電路的電流和電壓。由于功率不是電流和電壓的一次函數(shù),所以不能用疊加原理來計算電路的功率。(2)所謂某一電源單獨作用,就是假設其余電源除去(簡稱除源)。電壓源以短路線代替,電流源以開路代替。(3)在對電路中電流或電壓進行疊加時,要注意各支路電壓或電流的參考方向。2.疊加定理應
11、用舉例教材20例2-6 21例2-7三、戴維南定理戴維南定理是指任何一個有源線性二端網(wǎng)絡,對其外部電路而言,都可以用電壓源與電阻串聯(lián)的電路等效代替。電壓源的電壓等于有源線性二端網(wǎng)絡的開路電壓,電阻等于有源線性二端網(wǎng)絡內(nèi)部所有獨立源作用為零時(電壓源以短路代替,電流源以開路代替)的等效電阻。1.戴維南定理求解電路步驟(1)畫出把待求支路從電路中移去后的有源線性二端網(wǎng)絡。 (2)求有源線性二端網(wǎng)絡的開路電壓UOC。 (3)求有源線性二端網(wǎng)絡內(nèi)部所有獨立源作用為零時(電壓源以短路代替,電流源以開路代替)的等效電阻RO。 (4)畫出戴維南等效電路,將待求支路連接起來,計算未知量。2.戴維南定理應用舉例教材22例2-8 例2-93.負載獲得最大功率的條件在測量、電子信息系統(tǒng)中,經(jīng)常會遇到接在電源輸出端或接在有源二端網(wǎng)絡上的負載如何獲得最大功率的問題。根據(jù)戴維南定理,有源二端網(wǎng)絡可以簡化為電源與電阻的串聯(lián)電路來等效。如右圖,負載的電流及接受的功率分別為: I=UOC/(RO+RL)根據(jù)可得出負載獲得最大功率的條件是:最
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