電工電子技術(shù)教案(上)

..廣東科技學(xué)院教案課程名稱：《電工電子技術(shù)》課程性質(zhì)：專業(yè)必修課學(xué)時學(xué)分：50學(xué)時，3.5學(xué)分（注：課課時42+實(shí)驗(yàn)課時8，實(shí)驗(yàn)課時見實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書）授課時間：2018-2019學(xué)年第1,2學(xué)期授課班級：17級材料成型及控制工程1班主講教師：教材：王桂琴，王幼林主編.《電工電子技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)，2016參考書目：1、唐介.電工學(xué)，高等教育，1999；2、羅力淵.電工電子技術(shù)及應(yīng)用，航空航天大學(xué)，2015.教學(xué)設(shè)計（001）課程標(biāo)題（或章節(jié)名稱）：第一章電路的基本概念和基本定律1.1電路模型和電路中的物理量1.2電路的基本物理量及其參考方向課時：2教學(xué)容：1、熟悉強(qiáng)電和弱電電路；2、掌握電路元件及其模型；3、掌握電流、電壓及其參考方向；4、了解功率正負(fù)的含義。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：電路元件及其模型，電流、電壓及其參考方向。難點(diǎn)：電流、電壓及其參考方向。教學(xué)方法與手段：啟發(fā)式講授，討論發(fā)言，多媒體，板書。教學(xué)過程與設(shè)計：一、引入：電路1.電路及其組成電源——中間環(huán)節(jié)——負(fù)載2.電路的作用⑴傳輸、分配、轉(zhuǎn)換電能；--能量領(lǐng)域-“強(qiáng)電”電路⑵傳送、處理、儲存信號。--信息領(lǐng)域-“弱電”電路二、電路元件和電路模型電路模型：從實(shí)際電路中抽象出來的、由理想元件組成的電路。理想元件是假想元件，具有單一的電磁性質(zhì)，具有精確的定義與相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。理想電阻、理想電感、理想電容三、電流、電壓及其參考方向1、電流及其參考方向⑴電流的定義：單位時間通過導(dǎo)體橫截面的電荷量。直流電流和交流電流⑵電流的實(shí)際方向與參考方向：正電荷移動的方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向。為計算而假設(shè)的方向，稱為參考方向。參考方向可以任意設(shè)定。參考方向可以用箭頭表示，也可以用雙下標(biāo)表示，如Iab。電流的參考方向與實(shí)際方向相同，電流為正值；與實(shí)際方向相反則為負(fù)值。例：設(shè)下圖電流表達(dá)式為判斷t為0.001s和0.006s時的電流實(shí)際方向。2、電壓及其參考方向（1）電壓的定義：電場力把單位正電荷從a點(diǎn)移動倒b點(diǎn)所做的功，稱為a、b兩點(diǎn)之間的電壓，即dW>0時，u>0，說明a點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位，正電荷在移動過程中失去能量；dW<0時，u<0，說明a點(diǎn)電位低于b點(diǎn)電位，正電荷在移動過程中獲得能量。在國際單位制中，電壓的單位為伏[特]（用V表示）。（2）電壓的實(shí)際方向與參考方向電壓的實(shí)際方向規(guī)定為高電位點(diǎn)指向低電位點(diǎn)，即電壓降的方向。進(jìn)行電路分析時，需要設(shè)置電壓的參考方向。參考方向可以用正負(fù)極性表示，也可以用雙下標(biāo)表示，如uab。實(shí)際方向與參考方向相同電壓為正值，反之為負(fù)值。（3）關(guān)聯(lián)參考方向與非關(guān)聯(lián)參考方向若未說明，電壓電流均為關(guān)聯(lián)參考方向。四、電路功率當(dāng)u、i為關(guān)聯(lián)參考方向時，功率的計算為若p>0，元件或電路在吸收功率，等效為負(fù)載；若p<0，元件或電路在發(fā)出功率，等效為電源。五、小結(jié)：（1）電路及組成；電壓和電位的區(qū)別；電壓、電流、電動勢的正方向。（2）電路通常有三種工作狀態(tài)：負(fù)載狀態(tài)、短路狀態(tài)、空載狀態(tài)。各種電氣設(shè)備的電壓、電流及功率都有一個額定值，電氣設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行時，應(yīng)嚴(yán)格遵守各有關(guān)額定值的規(guī)定。課后作業(yè)：1-1教學(xué)設(shè)計（002）課程標(biāo)題（或章節(jié)名稱）：第一章電路的基本概念和基本定律1.3理想電路元件課時：2教學(xué)容：掌握電阻、電感和電容元件的伏安特性。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：各理想電路元件的伏安特性。難點(diǎn)：電感和電容元件的伏安特性。教學(xué)方法與手段：啟發(fā)式講授，討論發(fā)言，多媒體，板書。教學(xué)過程與設(shè)計：一、電阻元件（一）電阻及分類1．電阻的定義物體對電流通過時的阻礙作用稱為“電阻”。2．電阻R與什么有關(guān)電阻定律表達(dá)式為：R=ρL/S。3．電阻的分類（二）認(rèn)識固定電阻1．固定電阻的命名方法如：RJ73中，R——第一部分主稱，電阻器；J——第二部分表示材料，金屬膜；7——第三部分表示類別，精密電阻；3——表示設(shè)計序號。2．電阻值的標(biāo)識（1）直標(biāo)法也有采用習(xí)慣標(biāo)記法的，例如：5M6Ⅱ，表示電阻值為5.6MΩ，Ⅱ——表示允許誤差為（2）色標(biāo)法例如：電阻的四色環(huán)顏色為：紅紅棕金，紅——第一位數(shù)是2，紅——第二位數(shù)是2，棕——倍乘數(shù)為10，金——允許誤差為±5%。即電阻值為220Ω，其誤差為±5%。【想一想】電阻的五色環(huán)為：棕紫綠金棕，它表示的電阻值和允許誤差分別是多少？（3）文字符號法例如：3M9K，表示3.9MΩ3．電阻額定功率的識別有兩種標(biāo)志方法：2W以上的電阻，直接用數(shù)字印在電阻體上；2W以下的電阻，以自身體積大小來表示功率。4．電阻允許誤差標(biāo)志符號【課堂互動】學(xué)習(xí)了電阻標(biāo)識后，用固定電阻實(shí)物訓(xùn)練學(xué)生讀取電阻數(shù)值及誤差。（三）可變電阻電位器的電阻值隨旋轉(zhuǎn)角度而變。其變化規(guī)律有三種不同形式：①X型：直線型。②Z型：指數(shù)型。③D型：對數(shù)型。（四）電阻的測量電阻的大小可用歐姆表進(jìn)行測量，測量時應(yīng)注意的事項。【討論】如果不按規(guī)定方式測量電阻，會產(chǎn)生什么情況呢？二、電感元件【課?；印靠梢杂酶黝愲姼袑?shí)物，讓學(xué)生識別和檢測。1．電感器的分類電感器按電感量是否可調(diào)分為：固定電感器和可變電感器。按磁心材料可以分為：空心電感器、鐵心電感器、磁心電感器。按照其作用可分為：具有自感作用的線圈、具有互感作用的變壓器線圈。2．電感器的命名3．固定電感器的識別方法（1）直標(biāo)法。（2）色環(huán)標(biāo)法。【想一想】某一電感器的色環(huán)標(biāo)志依次是：棕紅紅銀，它表示的電感量和允許誤差分別是多少？4．電感器的檢查與測試（1）電感器的檢查包括外觀檢查和絕緣檢查。（2）測量其電阻?！居懻摗孔寣W(xué)生分析教材中電感測試方法的理論依據(jù)是什么？三、電容元件【課?；印靠梢韵茸寣W(xué)生識別和檢測各類電容器的實(shí)物。電容也是組成電子電路的基本元件，它在電路中主要功能：可用于穩(wěn)定電壓；可用于隔離直流；與電阻或電感形成諧振電路；可用于控制時間；用于交流通路可起到耦合作用。1．電容的基本性質(zhì)電容器有兩個重要的特性：（1）阻隔直流電通過、而允許交流電通過的特性。（2）充電特性、放電特性。2．電容器的型號命名方法3．電容的單位和符號電容：C=q/U，單位：法拉（F）電容電路中電壓和電流的關(guān)系：4．電容的主要參數(shù)（1）電容器的標(biāo)稱容量和偏差（2）電容的額定直流工作電壓（3）電容器的誤差電容器的誤差通常分為三個等級：Ⅰ級（±5%）、Ⅱ（±10%）、Ⅲ（±20%）。5．電容器的主要種類和特點(diǎn)電容器按有無極性可分為無極性電容器和有極性電容器。按電容量是否可變可分為固定電容器和可變電容器。有極性電容器指電容器的兩極有正、負(fù)極性之分，使用時一定要正極性端連接電路的高電位，負(fù)極性端連接電路的低電位；否則會引起電容器的損壞。6.電容器的檢測（1）測電容的漏電阻（適用于0.1μF以上容量的電容）（2）判斷電解電容的極性【課堂互動】讓學(xué)生總結(jié)電容器測量的步驟。7.介紹電容器在汽車電路中的典型應(yīng)用四、小結(jié)：電阻值的標(biāo)識方法有：直標(biāo)法、色標(biāo)法、文字符號法等?？勺冸娮璋雌渥柚底兓?guī)律有三種不同形式：直線型、指數(shù)型、對數(shù)型。測量電阻時，要斷開電路上的電源，并使被測電阻的一端斷開。電感器的標(biāo)識方法有直標(biāo)法、色環(huán)標(biāo)注法?？梢杂萌f用表測量線圈阻值來判斷其好壞。電容器的幾個主要參數(shù)。課后作業(yè)：1-2教學(xué)設(shè)計（003）課程標(biāo)題（或章節(jié)名稱）：第一章電路的基本概念和基本定律1.4基爾霍夫定律課時：2教學(xué)容：掌握基爾霍電流、電壓定律并會應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：理解支路、節(jié)點(diǎn)、回路、網(wǎng)孔的概念；正確認(rèn)識基爾霍夫電流定律和電壓定律容及推廣應(yīng)用。難點(diǎn)：學(xué)會用基爾霍夫定律列方程，會求電路中任一點(diǎn)的電位和任意兩點(diǎn)之間的電壓。教學(xué)方法與手段：啟發(fā)式講授，討論發(fā)言，多媒體，板書。教學(xué)過程與設(shè)計：問題引入：由圖1-1復(fù)雜電路，若已知各電動勢和電阻的數(shù)值，怎樣求各電流的大小和方向呢？導(dǎo)入新課。在介紹定律之前，先來說明電路中的幾個術(shù)語（以圖1-1為例講解）。圖1.3.1復(fù)雜電路示例（1）支路；（2）節(jié)點(diǎn)；（3）回路(4)網(wǎng)孔。應(yīng)當(dāng)注意的是：網(wǎng)孔和回路是有區(qū)別的，網(wǎng)孔一定是回路，但回路不一定就是網(wǎng)孔。【課堂互動】由學(xué)生指出圖1-1中的節(jié)點(diǎn)、支路、回路、網(wǎng)孔的數(shù)目。一、基爾霍夫電流定律（KCL）1．基爾霍夫電流定律也稱為節(jié)點(diǎn)電流定律，敘述（略），公式：∑I入=∑I出或者說：流過電路中任一節(jié)點(diǎn)的各支路電流的代數(shù)和恒等于0。即∑I=0該定律體現(xiàn)了什么原理？與支路上是什么元件有關(guān)嗎？針對圖1-23列方程：I1+I2=I3或I1+I2+（－I3）=02．基爾霍夫電流定律的推廣由一個節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展到一個任意一個假想的封閉面（或封閉網(wǎng)絡(luò)）?！纠?-3】（略）【想一想】求出I5電流后，將A-B-F-E-A電路看成一個廣義節(jié)點(diǎn)，可以求出I6嗎？二、基爾霍夫電壓定律（KVL）1．基爾霍夫電壓定律也稱為回路電壓定律，它反映的是電路中任一回路各元件的電壓和電動勢之間的關(guān)系。該定律容是（略）：公式：∑E=∑IR該定律也可表述為：∑U=0。它體現(xiàn)了什么定律？與路徑的選擇方向有關(guān)嗎？應(yīng)用該定律列方程時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①在列方程時，必須首先選取回路的繞行方向，假定各支路的電流方向。②電阻電壓降的正、負(fù)號的確定；③電動勢的正、負(fù)號的確定。2．基爾霍夫電壓定律推廣該定律的使用可以由一個閉合的真實(shí)路徑推廣到一個不完全由實(shí)際元件組成的假想的回路。如圖1.3.2所示的abdca回路。圖1.3.2例1圖【例1】如圖1-27所示，R1=R2=15Ω，E1=E2=E3=12V，E4=E5=3V，求電路中的電流的大小和方向。【解】（略）【想一想】若設(shè)電路中的電流方向?yàn)轫槙r針方向，結(jié)果如何？三、課堂小結(jié)：基爾霍夫電流定律反映了復(fù)雜電路中任意一個節(jié)點(diǎn)的各支路電流之間關(guān)系。基爾霍夫電壓定律反映的是電路中任一回路各元件的電壓和電動勢之間的關(guān)系。課后作業(yè)：1-3教學(xué)設(shè)計（004）課程標(biāo)題（或章節(jié)名稱）：第一章電路的基本概念和基本定律1.5電路中的電位及其計算課時：2教學(xué)容：理解電路中電壓與電位的區(qū)別和聯(lián)系；掌握電路中電位的計算方法。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：電壓、電位的區(qū)別、聯(lián)系及計算。難點(diǎn)：電流和電壓參考方向的應(yīng)用；電位的計算。教學(xué)方法與手段：啟發(fā)式講授，討論發(fā)言，多媒體，板書。教學(xué)過程與設(shè)計：一、電壓和電位的區(qū)別1．電壓電場力把單位正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)所做的功稱為a、b兩點(diǎn)之間的電壓（a、b是電場中的任意兩點(diǎn)），記為Uab。電壓它總是和電路中的兩個點(diǎn)有關(guān)。【想一想】車用蓄電池的正負(fù)極樁之間的電壓是多少？每個單格電池電壓是多少？【課堂互動】什么電壓正方向？在事先難以判斷元件兩端電壓或電路中兩點(diǎn)間電壓的真實(shí)極性時怎么辦？（1）電壓的正方向。電壓的正方向由高電位（“+”極性）指向低電位（“－”極性），即表示電位降落的方向。（2）電壓的參考方向。在分析復(fù)雜電路時，往往事先難以判斷元件兩端電壓的真實(shí)極性，這時，可以任意選取電壓的參考方向，并以此計算。2．電位（1）定義在電路中任選一點(diǎn)為參考點(diǎn)0，該電路中某一點(diǎn)a到參考點(diǎn)0的電壓就稱為a點(diǎn)的電位。（2）參考點(diǎn)（也叫零電位點(diǎn)）V0=0V。Va=Ua0=Va—V0某點(diǎn)a的電位數(shù)值上就等于點(diǎn)a與零電位點(diǎn)之間的電壓。（3）電位是相對值電路中某點(diǎn)的電位是相對于參考點(diǎn)的選擇而改變的?！居懻摗侩娢缓碗妷河惺裁串愅c(diǎn)？二、應(yīng)用基爾霍夫定律進(jìn)行電位的計算在電路中要想求出某點(diǎn)的電位值，也必須在電路中選擇一個參考點(diǎn)（零電位點(diǎn)）。零電位點(diǎn)可以任意選擇。汽車電路中常用搭鐵表示零電位。電路中某點(diǎn)的電位，就是從該點(diǎn)出發(fā)，沿任選的一條路徑“走”到參考點(diǎn)所經(jīng)過的全部電位降的代數(shù)和?！鴱?qiáng)調(diào)計算電路中某點(diǎn)A電位的方法和步驟：下面以圖1.5.3電路為例說明計算電位的方法、步驟。圖1.5.3電位的計算以圖中的點(diǎn)D為參考點(diǎn)，各電源的極性和電流I的方向如圖1-29所示，求點(diǎn)A的電位時有三條路徑：沿AE1D路徑：VA=E1沿ABD路徑：VA=I1R1+I3R3+E3沿ABCD路徑：VA=I1R1+I2R2－E2顯然，沿AE1D路徑計算點(diǎn)A電位最簡單，但三種計算方法的結(jié)果是完全相同的?！纠?-5-1】（略）【想一想】你能從該例題中各點(diǎn)的電位及UCD的數(shù)值中得出什么結(jié)論？三、課堂小結(jié)：電壓的大小與參考點(diǎn)無關(guān)，電位的大小與參考點(diǎn)有關(guān)。課后作業(yè)：1-3教學(xué)設(shè)計（005）課程標(biāo)題（或章節(jié)名稱）：第二章電路的分析方法2.1支路電流法課時：2教學(xué)容：掌握支路電流法及其使用條件。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：支路電流法。難點(diǎn)：根據(jù)實(shí)際電路如何靈活應(yīng)用支路電流法。教學(xué)方法與手段：啟發(fā)式講授，討論發(fā)言，多媒體，板書。教學(xué)過程與設(shè)計：一、利用支路電流法解題的步驟：

1、任意標(biāo)定各支路電流的參考方向和網(wǎng)孔繞行方向。

2、用基爾霍夫電流定律列出節(jié)點(diǎn)電流方程。有n個節(jié)點(diǎn)，就可以列出n-1個獨(dú)立電流方程。3、用基爾霍夫電壓定律列出L=b-（n-1）個網(wǎng)孔方程。說明：L指的是網(wǎng)孔數(shù)，b指是支路數(shù)，n指的是節(jié)點(diǎn)數(shù)。

4、代入已知數(shù)據(jù)求解方程組，確定各支路電流及方向。

對于節(jié)點(diǎn)A有：

I1+I2=I

①

電路中共有二個網(wǎng)孔，分別對左、右兩個網(wǎng)孔列電壓方程：

I1

R1-

I2

R2+

E2-E1=0

②

I

R+I2

R2-

E2=0

③

I1=10A

I2=-5A

I=5A

特例：某一支路電流已知，可以少列一個電流方程二、利用支路電流法解題例2-1-1（略）例2-1-2（略）三、小結(jié)支路電流法主要適用于求支路中的未知電流，關(guān)鍵是利用基爾霍夫定律列方程。課后作業(yè)：2-2教學(xué)設(shè)計（006）課程標(biāo)題（或章節(jié)名稱）：第二章電路的分析方法2.2疊加原理課時：2教學(xué)容：熟練使用疊加定理求解問題。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：疊加定理應(yīng)用。難點(diǎn)：疊加定理應(yīng)用。教學(xué)方法與手段：啟發(fā)式講授，討論發(fā)言，多媒體，板書。教學(xué)過程與設(shè)計：一、疊加定理1、疊加原理：在線性電路中，由多個獨(dú)立源共同作用產(chǎn)生的響應(yīng)（支路電壓或電流）等于各獨(dú)立源單獨(dú)作用時所產(chǎn)生的響應(yīng)分量代數(shù)和。=+注意事項：①疊加原理只適用于線性電路。②線性電路的電流或電壓均可用疊加原理計算，但功率一般不用疊加原理計算。2、不作用電源的處理電壓源不作用，即uS=0，相當(dāng)于短路線；電流源不作用，即is=0，相當(dāng)于斷路。例：用疊加原理計算例圖所示電路中的電流i，并計算4Ω電阻上消耗的功率。=+二、利用疊加原理解題例2-2-1（略）例2-2-2（略）三、課堂練習(xí)課后題2-4（略）四、小結(jié)疊加原理適用于兩個或兩個以上電源作用的線性電路中，疊加原理應(yīng)用的注意事項……課后作業(yè)：2-5教學(xué)設(shè)計（007）課程標(biāo)題（或章節(jié)名稱）：第二章電路的分析方法2.3電壓源與電流源的等效變換課時：2教學(xué)容：掌握電壓源與電流源的等效變換相關(guān)條件。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：電壓源與電流源的等效變換條件。難點(diǎn)：電壓源與電流源的等效變換注意事項。教學(xué)方法與手段：啟發(fā)式講授，討論發(fā)言，多媒體，板書。教學(xué)過程與設(shè)計：一、電壓源與電流源的等效變換條件1、同一個電源即可用電壓源來代替也可以用電流源來代替，電壓源與阻串聯(lián)，電流源與阻并聯(lián)。2、對于同一個負(fù)載來說，電壓源和電流源是等效的。3、電壓源的輸出電流源的輸出4、等效變換條件：二、注意事項1、電壓源與電流源的等效變換只是對外電路而言，兩種電源的部不等效。當(dāng)發(fā)生短路時，電壓源部沒有電流，電流源部有電流。2、由于理想電壓源的阻定義為零，理想電流源的奶子定義為無窮大，因此兩者之間不能等效變換3、電源的等效方法可以推廣，如果理想電壓源與外接電阻串聯(lián)，可以把外接電阻看做是電源的阻，等效互換為電流源的形式，理想電流源與外接電阻并聯(lián)，可以把外接電阻看做是電源的阻，等效互換為電壓源的形式4、電壓源的電動勢E和電流源的恒定電流Is在電路中保持方向一致，即，Is的方向從E的“-”端指向“+”端三、例題1、電動勢為12V、阻為3Ω的電壓源等效變換為電流源解：Is=E/r0=4A阻為3Ω2、如圖所示電路，恒定電流為2A，阻為1Ω，等效變換為電壓源解：E=Isro=2Vro=1Ω3、板書例2-3-1（略）四、小結(jié)電壓源與電流源的等效變換條件、注意事項、整理例題。課后作業(yè)：2-7教學(xué)設(shè)計（008）課程標(biāo)題（或章節(jié)名稱）：第二章電路的分析方法2.4戴維寧定理課時：2教學(xué)容：熟練掌握電路的戴維寧定理等效，運(yùn)用戴維寧定理進(jìn)行計算教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：電路的戴維寧定理等效難點(diǎn)：利用戴維南進(jìn)行相關(guān)分析、計算教學(xué)方法與手段：啟發(fā)式講授，討論發(fā)言，多媒體，板書。教學(xué)過程與設(shè)計：一、戴維南定理何一個有源二端網(wǎng)絡(luò)，只要其中的元件都是線性的，都可以用一個電壓源與電阻相串聯(lián)的模型來替代。電壓源的電壓等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓uOC，電阻等于該網(wǎng)絡(luò)中所有電壓源短路、電流源開路時的等效電阻R0，R0稱為等效阻。二、戴維寧定理的解題步驟1、把需要計算電流的支路單獨(dú)劃出，電路的其余部分成為一個有源二端網(wǎng)絡(luò)。將有源二端網(wǎng)絡(luò)變換為等效電壓源模型，使復(fù)雜電路變換為單回路電路——戴維寧電路。2、求等效電壓源模型的電壓ＵS——等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓；3、求等效電壓源模型的阻Ｒ0——等于相應(yīng)的無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻；4、由戴維寧電路算出所求支路的電流——用全電路歐姆定律計算。適用圍:只需要計算電路中某一指定支路的電流、電壓。三、例題例1：試用戴維寧定理重解解：a．將原電路用戴維寧等效電路代替，b．求電壓源模型的理想電壓源電壓ＵS，故ＵS=Ｕ0=I1R2－I2R4=(0.15×10－0.1×40)V=－2.5Vc．求電壓源模型的阻R0，d．由戴維寧等效電路求出通過BD支路的電流例2-4-1（略）四、小結(jié)戴維寧定理的解題步驟、整理例題。課后作業(yè)：2-13教學(xué)設(shè)計（009）課程標(biāo)題（或章節(jié)名稱）：第三章電路的暫態(tài)分析3.1暫態(tài)分析的基本概念與換路定律課時：2教學(xué)容：1、了解過渡過程的概念。2、熟練掌握換路定律。3、能夠熟練運(yùn)用換路定律計算電路的初始值。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：換路定律。難點(diǎn)：電路初始值的計算。教學(xué)方法與手段：啟發(fā)式講授，討論發(fā)言，多媒體，板書。教學(xué)過程與設(shè)計：一、過渡過程的概念（1）過渡過程的定義：電路從一種穩(wěn)定狀態(tài)變化到另一種穩(wěn)定狀態(tài)的過程。例如電容器的充放電過程就是一種過渡過程。引起過渡過程的原因有兩個：其一是電路中含有動態(tài)元件；其二是改變電路參數(shù)或電源發(fā)生變化。（2）穩(wěn)態(tài)：其指的是電路中的電壓、電流為穩(wěn)定值狀態(tài)。（3）暫態(tài)：其指的是電路從一種穩(wěn)定狀態(tài)過渡到另一種穩(wěn)定狀態(tài)的動態(tài)過程。（4）電路的過渡過程一般歷時很短，故也稱為暫態(tài)過程；而電路的穩(wěn)定狀態(tài)則簡稱為穩(wěn)態(tài)。暫態(tài)過程雖然短暫，卻是不容忽視的。脈沖數(shù)字技術(shù)中，電路的工作狀態(tài)主要是暫態(tài)；而在電力系統(tǒng)中，過渡過程產(chǎn)生的瞬間過電壓或過電流，則可能危及設(shè)備甚至人身安全，必須采取措施加以預(yù)防。（5）換路：通常，我們把電路中開關(guān)的接通、斷開或電路參數(shù)的突然變化等統(tǒng)稱為“換路”。二、換路定律含儲能元件的電路換路后所以會發(fā)生過渡過程，是由儲能元件的能量不能躍變所決定的。從第三章已經(jīng)知道：電容元件和電感元件都是儲能元件。實(shí)際電路中電容和電感的儲能都只能連續(xù)變化，這是因?yàn)閷?shí)際電路所提供的規(guī)律是有限的。如果它們的存能發(fā)生躍變，則意味著電路須向它們提供無限大的功率，這實(shí)際上是辦不到的。電容元件儲存的能量Cuc2；而電感元件儲存的能量LiL2。由上面?zhèn)z式可以看出，由于儲能不能躍變，因此電容電壓不能躍變，電感電流不能躍變。這一規(guī)律從儲能元件的VCR也可以看出。電容元件的VCR：ic=C，實(shí)際電路中電容元件的電流是有限值，即電壓的變化率為有限值，故電壓的變化是連續(xù)的。電感元件的VCR：uL=L，實(shí)際電路中電感元件的電壓為有限值，即電流的變化率為有限值，故電流的變化是連續(xù)的。實(shí)際電路中的uC、iL的這一規(guī)律適合任一時刻，當(dāng)然也適合于換路瞬間。即換路瞬間電容電壓不能躍變，電感電流不能躍變，這就是換路定律。設(shè)瞬間發(fā)生換路，則換路電律可用數(shù)學(xué)式表示為：uC(0+)=uC(0-)iL(0+)=iL(0-)其中，0-表示t從負(fù)值趨于零的極限，即換路前的最后瞬間；0+則表示t從正值趨于零的極限，即換路最后的初瞬間。上面?zhèn)z式在數(shù)學(xué)上表示函數(shù)uC(t)和iL(t)在t=0的左右極限相等，即它們在t=0處連續(xù)。三、初始值的計算（1）電路的過渡過程是從換路后的最初瞬間即t=0+開始的，電路中各電壓、電流在t=0+的瞬時值是過渡過程中各電壓、電流的初始值。對過渡過程的反分析往往首先計算電路中各電壓、電流的初始值。（2）舉例教材163頁例6-1-1（3）計算初始值的步驟：1、根據(jù)換路前的電路求t=0-瞬間的電容電壓uC(0-)或電感電流iL(0-)。若換路前電路為直流穩(wěn)態(tài)，則電容相當(dāng)于開路、電感相當(dāng)于短路。注意：除uC(0-)、iL(0-)以外，其他電壓、電流在t=0瞬間躍變因而計算它們在t=0-的瞬時值對分析過渡過程是毫無意義的。2、根據(jù)換路定律，換路后電容電壓和電感電流的初始值分別等于它們在t=0-的瞬時值，即：uC(0+)=uC(0-)；iL(0+)=iL(0-)電容電壓、電感電流的初始值反映電路的初始儲能狀態(tài)，簡稱為（電路的）初始狀態(tài)。3、以初始狀態(tài)即電容電壓、電感電流的初始值為已知條件，根據(jù)換路后（t=0+）的電路進(jìn)一步計算其他電壓、電流的初始值。（4）舉例教材164頁例6-1-2四、課堂總結(jié)換路后瞬間電容電壓、電感電流的初始值，用uC(0+)和iL(0+)來表示，它是利用換路前瞬間t=0-電路確定uC(0-)和iL(0-)，再由換路定律得到uC(0+)和iL(0+)的值。電路中其他變量如iR、uR、uL、iC的初始值不遵循換路定律的規(guī)律，它們的初始值需由t=0+電路來求得。具體求法是：畫出t=0+電路，在該電路中若uC(0+)=uC(0-)=US，電容用一個電壓源US代替，若uC(0+)=0則電容用短路線代替。若iL(0+)=iL(0-)=IS，電感一個電流源IS代替，若iL(0+)=0則電感作開路處理。課后作業(yè)：3-1教學(xué)設(shè)計（010）課程標(biāo)題（或章節(jié)名稱）：第三章電路的暫態(tài)分析3.2RC電路的暫態(tài)過程3.3一階電路暫態(tài)分析的三要素課時：2教學(xué)容：：1、熟悉時間常數(shù)t求解；2、了解RC電路的瞬態(tài)分析；3、了解RL電路的瞬態(tài)分析；4、掌握利用三要素法對RC電路和RL電路進(jìn)行的瞬態(tài)分析。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：三要素法對RC電路和RL電路進(jìn)行的瞬態(tài)分析。難點(diǎn)：RC電路和RL電路的瞬態(tài)分析，時間常數(shù)t的含義。教學(xué)方法與手段：啟發(fā)式講授，討論發(fā)言，多媒體，板書。教學(xué)過程與設(shè)計：一、引入：RC電路的瞬態(tài)分析圖示電路，開關(guān)S原處于a端且已穩(wěn)定。在t=0時發(fā)生換路，開關(guān)S從a端切換到b端。由換路定律，有初始值當(dāng)電路達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)時，有穩(wěn)態(tài)值最后得全響應(yīng)的表達(dá)式三要素法：用f表示一階線性電路某一支路電流或某兩端電壓，則其解為f(t)＝f(∞)＋[f(0+)－f(∞)]e-t/t式中，初始值f(0+)、穩(wěn)態(tài)值f(∞)與時間常數(shù)t合稱為三要素。舉例一：分析圖示電路，當(dāng)把開關(guān)S由②扳到①后，電容充電過程中uC和iC的變化。解：設(shè)t＝0時刻，將開關(guān)S由②扳到①處。（1）求uC(0+)和iC(0+)。t＝0前S置于②處，電容C沒有充電，因此uC(0-)＝0。uC(0+)=uC(0-)＝0。因uC(0+)＝0，用短路線代替C，畫t＝0+時刻等效電路如圖，求得iC(0+)=US/R。（3）求t。從C兩端看電路，所得代文寧等效電路的等效電阻為R。所以，t=RC。二、RL電路的瞬態(tài)分析時間常數(shù)或時間常數(shù)t影響動態(tài)電路的變化過程，反映電路暫態(tài)過程時間的長短。t大則過渡過程時間越長，τ小則過渡過程時間越短。課后作業(yè)：3-2、3-3教學(xué)設(shè)計（011）課程標(biāo)題（或章節(jié)名稱）：第四章單相正弦交流電4.1正弦交流電的基本概念課時：2教學(xué)容：：1.了解正弦交流電的基本概念2.掌握正弦交流電的三要素教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：正弦交流電的基本概念和三要素。難點(diǎn)：相位與相位差。教學(xué)方法與手段：啟發(fā)式講授，討論發(fā)言，多媒體，板書。教學(xué)過程與設(shè)計：一、交流電的基本概念1．什么是交流電我們把大小和方向都隨時間作周期性變化的電動勢、電壓和電流分別稱為交變電動勢、交變電壓、交變電流，統(tǒng)稱為交流電。如圖2-1（b）、（c）、（d）所示為交流電。圖2-1幾種常見電壓、電流隨時間變化的波形圖（a）直流量（b）正弦波（c）矩形波（d)鋸齒波【想一想】圖2-1（b）的曲線與（c）、（d）的曲線有什么不同？※2．正弦交流電的產(chǎn)生e=Emsin（ωt+φ）式中Em=BmlV，稱為感應(yīng)電動勢最大值?！菊n堂互動】由學(xué)生總結(jié)產(chǎn)生正弦交變電動勢的原理。二、表示交流電特征的幾個物理量1．頻率、周期和角頻率我們把正弦交流電變化一周所需的時間叫周期，用T表示。交流電在1秒變化的周數(shù)，稱為交流電的頻率，用f表示。周期和頻率的關(guān)系是：T=1/f1Hz=1s-1。把發(fā)電機(jī)線圈每秒鐘經(jīng)過的電角度叫角頻率，用ω表示。ω=α/t角頻率與頻率、周期之間，顯然有：ω=2π/T=2πf【課堂互動】我國工業(yè)用電的頻率為50HZ，周期和角頻率是多少？你了解其他國家工業(yè)用電的頻率嗎？2．瞬時值、最大值、有效值（1）瞬時值規(guī)定用小寫字母e、u、i表示。（2）最大值（幅值）規(guī)定用大寫字母加腳標(biāo)m表示，如用Im、Em、Um等來表示交變電流、電動勢、電壓的最大值。（3）有效值交變電流的有效值：即在相同的電阻中，分別通入直流電和交流電，在經(jīng)過一個交流周期時間，如果它們在電阻上產(chǎn)生的熱量相等，則用此直流電的數(shù)值表示交流電的有效值。有效值規(guī)定用大寫字母E、I、U表示。根據(jù)有效值的定義，可得再將i=Imsinωt代入上式，積分可得同理可得到正弦電壓和電動勢的有效值【課堂互動】讓學(xué)生從有效值的定義通過推導(dǎo)得出結(jié)論：正弦交流電的有效值=最大值的×0.707?！纠?-1】某電容器的耐壓值為250V，問能否將其用在220V的單相交流電源上？3．相位電角度（ωt+φ）叫做正弦交流電的相位。4．初相角φ（初相位）我們把t=0時刻正弦量的相位叫做“初相”，用“φ”表示。規(guī)定|φ|≤180°?！鞠胍幌搿吭鯓訌牟ㄐ螆D上看出初相角的正、負(fù)？怎樣通過初相角為零的波形畫出初相角為θ的交流電的波形圖？5．兩個同頻率的正弦交流電的相位差兩個同頻率的正弦交流電的相位角之差叫相位差。用Δφ表示。例如，已知則i1和i2的相位差為Δφ=(ωt+φ1)－(ωt+φ2)=φ1－φ2這表明兩個同頻率的正弦交流電的相位差等于它們的初相之差。①若相位差△φ=φ1－φ2＞0，且|φ|＜π弧度，稱“i1的相位超前于i2的相位”；②若△φ=φ1－φ2＜0，且|φ|＜π弧度，稱“i1滯后于i2”③若△φ=φ1－φ2=0，稱“i1和i2同相位”（圖2-6中的u和i也是同相位）；④若相位差△φ=φ1－φ2=±180°，則稱“i1和i2反相位”（圖2-6中的u和e是反相位）。這里必須指出的是，在比較兩個正弦交流電之間的相位順序時，兩個正弦量一定要同頻率才有意義。圖2-6同相與反相【課堂互動】以上講的這些基本物理量，知道了哪幾個量就可以完整地描述一個正弦交流電了？由此引出三要素。三、正弦交流電的三要素我們把正弦交流電的最大值、角頻率和初相角叫做正弦交流電的三要素。交流電動勢、交變電壓、交變電流的表達(dá)式分別為上述表達(dá)式的含義是：表示了任意時刻交流電的瞬時值?！纠?-2】如圖2-7所示的正弦交流電的角頻率為ω，請寫出它們的瞬時值表達(dá)式。【例2-3】一個正弦電壓的初相為60°，U=100V，T=0.02s，求它的瞬時值表達(dá)式?！居懻摗繉懗鼋涣麟姷乃矔r值表達(dá)式的關(guān)鍵是什么？【例2-4】已知正弦交流電：i1=5sinωtAi2=10sin（ωt+45°）Ai3=50sin(3ωt-45°)A求：i1和i2相位差?！居懻摗壳骾2、i3的相位差有意義嗎？【想一想】怎么求i=i1+i2的表達(dá)式？怎么求i=i1－i2的表達(dá)式？用什么方法？四、小結(jié)：本課主要講了正弦交流電的基本概念、三要素、相位與相位差。課后作業(yè)：4-1教學(xué)設(shè)計（012）課程標(biāo)題（或章節(jié)名稱）：第四章單相正弦交流電4.2正弦交流電的相量表示法課時：2教學(xué)容：：理解正弦交流電的各種表示方法及互相間的關(guān)系，掌握正弦交流電的相量表示法教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：正弦交流電的相量表示法。難點(diǎn)：正弦交流電的相量表示法。教學(xué)方法與手段：啟發(fā)式講授，討論發(fā)言，多媒體，板書。教學(xué)過程與設(shè)計：一、正弦交流電的表示方法正弦交流電常用的幾種表示方法為：解析法、波形圖法（即曲線法）、相量圖（即矢量圖）、復(fù)數(shù)表示法（即相量表達(dá)式或稱極坐標(biāo)表示）。二、正弦交流電的相量表示正弦交流電的相量圖表示方法分為：旋轉(zhuǎn)矢量（最大值矢量）法和有效值矢量法。1．正弦交流電的相量圖（1）旋轉(zhuǎn)矢量表示法：▲啟發(fā)問：用矢量表示一個正弦交流電時，應(yīng)怎么賦予他才能表達(dá)出這個交流電來呢？通常只用初始位置（t=0）的有向線段Ｉm（或有效值I）來表示一個旋轉(zhuǎn)正弦量。將表示隨時間而在平面上旋轉(zhuǎn)的這一有向線段稱為相量，用大寫字母上加“·”或加“→”符號來表示。如、、分別表示電動勢、電壓、電流的最大值相量。（2）有效值矢量法有效值矢量用、、表示。有效值相量也只畫矢量的起始位置。（3）相量圖相量圖是指在一個復(fù)平面上表示幾個同頻率正弦量的相量整體時，構(gòu)成了相量圖?！居懻摗空医涣麟姳旧硎鞘噶繂幔克褪噶恐g是什么對應(yīng)關(guān)系？注意：只有正弦量才能用相量表示，只有頻率相同的正弦量才能畫在同一相量圖上，可以用平行四邊形法則進(jìn)行“和”與“差”的計算。兩個同頻率正弦交流電的“和”與“差”頻率不變。不同頻率的正弦量不能畫在一個相量圖上進(jìn)行比較、計算?！菊n堂互動】畫出前面【例2-4】流電的相量圖。2．相量式=U∠φ=100∠60°（V），讀作“相量U”，用有效值和初相角表示。U的最大值相量式為（V）同理：可以將正弦電動勢寫成相量式：由于兩個同頻率正弦交流電的“和”與“差”頻率不變，所以在相量表達(dá)式中只寫有效值E和初相角φ?！纠?-5】已知求：總電流的瞬時值表達(dá)式?！窘狻糠椒ㄒ唬焊鶕?jù)i1、i2的有效值相量可以求出“和相量”的表達(dá)式總電流為：方法二：i1、i2的相量圖如圖2-9所示，用平行四邊行法則求得同樣可以求得上述的“和”的表達(dá)式。【想一想】若要求的表達(dá)式，又該如何求呢？三、小結(jié)正選相量的表示方法：旋轉(zhuǎn)矢量（最大值矢量）法和有效值矢量法。課后作業(yè)：4-2教學(xué)設(shè)計（013）課程標(biāo)題（或章節(jié)名稱）：第四章單相正弦交流電4.3單一理想元件的交流電路課時：2教學(xué)容：：：1、熟練掌握電阻、電感、電容元件上電壓與電流關(guān)系的向量形式；2、掌握簡單正弦交流電路的計算；3、掌握交流電路的有功功率、無功功率和視在功率。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：電阻、電感、電容元件上電壓與電流關(guān)系的向量形式，簡單正弦交流電路的計算。難點(diǎn)：簡單正弦交流電路的計算。教學(xué)方法與手段：啟發(fā)式講授，討論發(fā)言，多媒體，板書。教學(xué)過程與設(shè)計：一、純電阻R電路1．電阻元件上電流和電壓關(guān)系（1）電阻元件上電流和電壓的數(shù)值關(guān)系①瞬時值關(guān)系②最大值符合歐姆定律若設(shè)電流為參考正弦量，即i=Imsinωt則u=Ri=RImsinωt=Umsinωt可見Um=RIm③有效值符合歐姆定律U=IR（2）電壓和電流的頻率相同（3）電壓和電流的相位相同（4）電壓和電流的相量關(guān)系式，相量圖如圖2-10（c）所示。2．電阻元件的功率（1）瞬時功率即p=ui=Umsinωt·Imsinωt=UI（1－cos2ωt）（2）有功功率從前面電壓和電流的數(shù)值關(guān)系還可以得出：【想一想】交流電路中P的公式與直流電中電阻的功率式中物理量的含義相同嗎？【例2-6】已知一個白熾燈泡，工作時的電阻為484Ω，其兩端的正弦電壓u=311sin（314t－60°）V，求：（1）通過燈的電流相量及瞬時值表達(dá)式i；（2）燈工作時的平均功率。解：（略）【想一想】若把電壓的頻率提高到原來的2倍，結(jié)果如何？二、純電感L電路1．電感元件上電壓和電流的關(guān)系由電磁感應(yīng)定律可以得出電感元件的電壓和電流的相互關(guān)系式若設(shè)i為參考量，即將電流代入電壓表達(dá)式得到：由此可見：（1）電壓、電流的頻率相同（2）電壓和電流的相位不同電流滯后電壓90°。（3）電壓和電流的數(shù)值關(guān)系：只有最大值和有效值符合歐姆定律。Um=ωLImU=ωLI=XLI式中XL稱為感抗，單位為歐姆（Ω），且XL=ωL=2πfL電感具有“通直流隔交流”的作用。（4）電壓和電流的相量關(guān)系式，相量圖如圖2-11（c）所示?！居懻摗扛锌沟膯挝慌c電阻單位相同，但兩者對于電流的阻礙作用的本質(zhì)區(qū)別是有的，是什么呢？2．電感電路的功率（1）瞬時功率p=ui=Umsin(ωt+90°)×Imsinωt=UIsin2ωt。（2）有功功率這說明純電感元件不消耗有功功率，但是純電感與電源之間存在著能量交換。電感元件儲存的磁場能大小為：（3）無功功率QL只反映電感中能量互換的功率，并不是消耗的功率，單位是乏爾（var）。無功的含義是“交換”，并不是“無用”?！鞠胍幌搿磕軓淖置嫔习褵o功功率理解為“無用”之功嗎？無功的真正含義是什么？【例2-7】（略）【想一想】電感的有功功率P=？若把此電源的頻率提高到原來的2倍，結(jié)果如何？【課堂互動】若這個電感線圈的直流電阻不可忽略，其值為R=100Ω，此交流電路還是純電感電路嗎？是不是可以看成是純電阻和純電感的串聯(lián)電路呢？電壓和電流的相位差還是90°嗎？有功功率是多少？這個電感線圈對交流電的總的阻礙作用是多少？三、純電容C電路1．電壓和電流的關(guān)系（1）電壓和電流的數(shù)值關(guān)系電容元件具有“隔直流通交流”作用。電壓和電流的最大值和有效值均符合歐姆定律，即但（2）電壓和電流的頻率相同。（3）電壓和電流的相位關(guān)系即電流總是比電壓超前90°（圖2-12（c））。（4）電壓和電流的相量關(guān)系電壓和電流的相量關(guān)系2．電容電路的功率（1）瞬時功率p=ui=Umsinωt×Imsin(ωt+90°)=UIsin2ωt（2）有功功率有功（平均）功率P=0。電容元件儲存的電場能為：（3）無功功率【想一想】在電容電路中無功的真正含義又是什么？【例2-8】【想一想】當(dāng)電源電壓不變，而頻率變?yōu)?000Hz時無功功率變化嗎？【課堂互動】根據(jù)以上的教學(xué)容，讓同學(xué)們自己設(shè)計一個“單一參數(shù)正弦交流電路的電壓、電流、功率等分析小結(jié)表”，將三種純電路的電壓、電流等做一個對比。【想一想】一個電阻為R的電感線圈和C串聯(lián)，相當(dāng)于一個什么電路呢？四、小結(jié)單元件的交、直流特性差異是講解的重，難點(diǎn)。課后作業(yè)：4-3教學(xué)設(shè)計（014）課程標(biāo)題（或章節(jié)名稱）：第四章單相正弦交流電4.4RLC串聯(lián)的交流電路課時：2教學(xué)容：RLC串聯(lián)的正弦交流電路的分析方法、RLC電路中的串并聯(lián)諧振特點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：RLC串聯(lián)正弦交流電路的分析方法的掌握。難點(diǎn)：電路特性的分析。教學(xué)方法與手段：啟發(fā)式講授，討論發(fā)言，多媒體，板書。教學(xué)過程與設(shè)計：一、RLC串聯(lián)電路1．電路總電壓u與電流i之間的關(guān)系若令Z的單位也是歐姆Ω，表明了串聯(lián)電路對交流電總的阻礙作用，稱為電路的阻抗模。（1）串聯(lián)電路的總電壓U和電流I頻率相同。（2）總電壓和電流數(shù)值關(guān)系：U=|Z|IUm=|Z|Im（3）總電壓u與電流i的相位差由于以電流為參考相量，φi=0，所以u、i的相位差φ=φu-φi=φu，當(dāng)電源的頻率一定時，總電壓u與電流i的相位關(guān)系和有效值關(guān)系都取決于電路參數(shù)R、L、C。①當(dāng)X=XL—XC＞0時，φ＞0，若說明電壓超前電流φ角，電路呈現(xiàn)感性；②當(dāng)X=XL—XC＜0時，φ＜0，說明電壓滯后于電流φ角，電路呈現(xiàn)容性；③當(dāng)X=XL—XC=0時，φ=0，說明電壓與電流同相位，電路呈現(xiàn)電阻性。（4）總電壓u與電流i的相量關(guān)系其中Z=R+j（XL－XC）2．RLC串聯(lián)電路的功率（1）有功功率（2）無功功率Q（3）視在功率S把電路中電流和總電壓有效值的乘積定義為電路的視在功率，用S表示，即S=UI。單位用伏安（VA）作單位，1VA=1W。圖2-14電壓、阻抗及功率三角形（a）電壓三角形（b）阻抗三角形（c）功率三角形P、Q、S三者也構(gòu)成直角三角形，稱為功率三角形，如圖2-14（c）所示。（4）功率因數(shù)有功功率與電源視在功率的比值稱為功率因數(shù)，用cosφ表示。額定視在功率SN為電氣設(shè)備的容量，即SN=UNINP=UNINcosφ【想一想】當(dāng)cosφ為多少時，P=S？此時，電路呈現(xiàn)什么性質(zhì)？【例2-9】已知一個線圈的參數(shù)為R=6Ω和XL＝8Ω，與XC＝2Ω的電容器串聯(lián)后接在220V的正弦交流電源上。求：（1）電路中的電流I；（2）電流與電源電壓的相位差；（3）線圈上的電壓是多少？【解】（略）【課堂互動】題中電路呈現(xiàn)什么性質(zhì)？電路的P=？Q=？S=？cosφ=？采用什么方法能使該電路呈現(xiàn)出電阻性質(zhì)呢？二、串聯(lián)諧振1．串聯(lián)諧振的條件從RLC電路的分析可知：當(dāng)X=XL—XC=0時，電路相當(dāng)于“純電阻”電路，其總電壓U和總電流I同相，電路出現(xiàn)“諧振”。即：φ=0。f0稱為串聯(lián)電路的諧振頻率。與什么有關(guān)？【課堂互動】某收音機(jī)的輸入調(diào)諧電路中L=260μH，若要收聽頻率為828kHZ（該頻率就是串聯(lián)諧振頻率f0）的廣播電臺的新聞廣播，應(yīng)將調(diào)諧電容調(diào)整為多大？2．串聯(lián)諧振的特征（1）電流與電壓同相位，電路呈電阻性。（2）電路的阻抗Z最小，Z=R，而電流I最大，即I=I0=U/R。（3）串聯(lián)諧振時此時【課堂互動】對于含有一定電阻的感性負(fù)載和電容器的并聯(lián)電路，你能根據(jù)串聯(lián)諧振的推導(dǎo)過程，推導(dǎo)出并聯(lián)諧振的條件和諧振頻率嗎？試試看！四、小結(jié)相量知識點(diǎn)的掌握將直接影響電路性質(zhì)的掌握。課后作業(yè)：4-4教學(xué)設(shè)計（015）課程標(biāo)題（或章節(jié)名稱）：第五章三相交流電源5.1三相交流電源課時：2教學(xué)容：1、掌握三相電源電壓及其特點(diǎn)；2、掌握對稱負(fù)載時三相電路的計算；3、熟悉三相交流電路的功率；教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：相電源電壓及其特點(diǎn)，對稱負(fù)載時三相電路的計算。難點(diǎn)：對稱負(fù)載時三相電路的計算。教學(xué)方法與手段：啟發(fā)式講授，討論發(fā)言，多媒體，板書。教學(xué)過程與設(shè)計：一、交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理1．交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)2．三相電動勢的產(chǎn)生三相繞組中產(chǎn)生的三相對稱電動勢的瞬時值分別表示為規(guī)定：三相電動勢的正方向是從繞組的末端→首端。若某一時刻e的數(shù)值為負(fù)，則說明其方向是從首端→末端。它們的波形圖及相量圖如圖2-16所示。圖2-16三相對稱電動勢的波形圖和相量圖（a）波形圖（b）相量圖【課堂互動】三相電動勢對稱的特征是什么？寫出三相電動勢的相量式？3．相序通常把三相交流電到達(dá)正的最大值（或負(fù)最大）的先后次序稱為相序。例如上述的三相電動勢依次滯后120°，其相序?yàn)閁→V→W（順相序）；反之為逆相序。二、三相電源的連接星形（Y）連接和三角形（△）連接。1．星形連接的特點(diǎn)介紹圖2-17中星形連接的特點(diǎn)圖2-17三相電源的星形連接（a）電源的星形連接電路（b）三相四線制2．三相四線制三相四線制供電系統(tǒng)可輸送兩種電壓：①相電壓UP：是指相線與中線之間的電壓，用UU、UV、UW表示；②線電壓UL：是指相線與相線之間的電壓，用UUV、UVW、UWU表示。通常規(guī)定各相電動勢的參考方向?yàn)閺睦@組的末端指向始端。相電壓的參考方向：線電壓的參考方向：線電壓與相電壓的相量圖如圖2-18所示。由于三相電動勢是對稱的，故相電壓也是對稱的，相電壓的相量式為圖2-18線電壓與相電壓的相量圖【課堂互動】在相電壓已知的情況下，你能根據(jù)uuv=uu－uv，寫出UUV的相量式嗎？能求出線電壓UUV和UU的相位關(guān)系和數(shù)值關(guān)系嗎？③線電壓和相電壓的關(guān)系：由圖2-18可知，線電壓也是對稱的，在相位上比相應(yīng)的相電壓超前30°。一般低壓供電系統(tǒng)的線電壓是380V，它的相電壓是220V?！居懻摗可钪心男╇娖饔孟嚯妷?，哪些電器用線電壓？家庭中的插座是什么樣子？知道每個插孔代表什么嗎？作業(yè)：預(yù)習(xí)下一節(jié)，并復(fù)習(xí)。三、總結(jié)兩種連接方式的特點(diǎn)深入講解課后作業(yè)：5-1教學(xué)設(shè)計（016）課程標(biāo)題（或章節(jié)名稱）：第五章三相交流電源5.2負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路5.3負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路課時：2教學(xué)容：1、熟悉負(fù)載時星型和三角形聯(lián)接時電路的相電壓和相電壓之間以及相電流和線電流之間的關(guān)系。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：負(fù)載時星型和三角形聯(lián)接時電路的相電壓和相電壓之間以及相電流和線電流之間的關(guān)系。難點(diǎn)：負(fù)載時星型和三角形聯(lián)接時電路的相電壓和相電壓之間以及相電流和線電流之間的關(guān)系。教學(xué)方法與手段：啟發(fā)式講授，討論發(fā)言，多媒體，板書。教學(xué)過程與設(shè)計：三相交流電路中，負(fù)載的連接方式有兩種：星形連接和三角形連接。一、三相負(fù)載的星形連接1．負(fù)載的相電壓和線電壓負(fù)載的相電壓UY：負(fù)載作Y形接法時，加在負(fù)載兩端的電壓稱為負(fù)載的相電壓。每相負(fù)載的相電壓有效值都等于電源的相電壓，即：UY=UP，但各相的相電壓的相位各差了120°。負(fù)載的線電壓：就是電源的線電壓UL。各線電壓大小相等，相位各差120°，且超前相應(yīng)的相電壓30°。2．負(fù)載的相電流IP、線電流IL（1）相電流。相電流指流過每一相負(fù)載的電流，用IP表示若三相負(fù)載是對稱的，ZU=ZV=ZW=Z，則相電流也對稱（即大小相等，頻率相同，相位各差120°），其相量式為：，如圖2-20（b）所示。每一相的相電流有效值均為（2）Y形連接的線電流IL。線電流指流過火線中的電流（IU、IV、IW）。IP=IL，可以看出，三相負(fù)載對稱時，線電流也是對稱的，相電壓和相電流的數(shù)值關(guān)系和相位關(guān)系見圖2-20（b）所示?！居懻摗磕隳芨鶕?jù)基爾霍夫電流定律計算出流過中線電流嗎？當(dāng)負(fù)載對稱時，中線上有電流嗎？中線可以去掉嗎？當(dāng)負(fù)載不對稱時，中線上有無電流？中線的作用是什么？3．中線的電流及作用中線電流為（1）當(dāng)負(fù)載對稱（如三相電機(jī)、三相電爐）時，負(fù)載的相電流是對稱的，中線電流IN=0，三相四制可以取消中線變成三相三線制。（2）當(dāng)負(fù)載不對稱時，三個負(fù)載的相電流則不再對稱，見圖2-20（a）所示，三個相電流的“和矢量”不為零，即中線電流IN≠0，此時，中線是必需的。中線的作用是保證星形連接負(fù)載的相電壓等于電源的相電壓?！菊n堂互動】由學(xué)生總結(jié)負(fù)載不對時中線所起的作用。二、三相負(fù)載的三角形連接1．負(fù)載的相電壓負(fù)載的相電壓與電源的線電壓相等。因此，無論負(fù)載對稱與否，其相電壓總是對稱的，圖2-21負(fù)載的三角形連接2．負(fù)載的相電流和線電流（1）三角形連接時，流過每一相負(fù)載的電流叫相電流IP（IUV、IVW、IWU）。當(dāng)三相負(fù)載對稱時，相電流也是對稱的，即IP=IUV=IVW=IWU=UL/Z（2）線電流。流過火線的電流稱為線電流，用IL（IU、IV、IW）表示，假設(shè)三相負(fù)載為對稱性的感性負(fù)載，每相負(fù)載上的電流均滯后對應(yīng)的電壓φ角，三個線電流也是對稱的，線電流相位滯后于相應(yīng)的相電流30°，數(shù)值上【討論】線電流與相電流的數(shù)值和相位關(guān)系怎樣導(dǎo)出的？【例2-10】如圖2-21所示的三相三線制電路，各相負(fù)載的復(fù)阻抗Z=3+j4Ω，電源線電壓為380V，試求（1）負(fù)載的相電流和線電流及它們間的相位差。（2）相電流和相電壓的相位差?！窘狻浚裕居懻摗咳舭杨}中負(fù)載作星形連接，接在該電源上，相電流和線電流又是多少呢？若每相負(fù)載換成5Ω的電阻，結(jié)果會如何？三、三相電路的功率1．三相負(fù)載的總的有功功率如果三相負(fù)載對稱，則不論負(fù)載為星形連接還是三角形連接，2．三相負(fù)載總的無功功率總無功功率也等于三相負(fù)載的無功功率之和，如果三相負(fù)載對稱，則不論負(fù)載為星形連接還是三角形連接，總無功功率3．三相電路的視在功率應(yīng)當(dāng)注意：在電源電壓不變的情況下，同一個負(fù)載星形連接和三角形連接時所消耗的功率是不同的，三角形連接時的功率是星形連接時的三倍，即【課堂互動】若一臺三相電動機(jī)額定電壓為220V，電源的線電壓為380V，電機(jī)繞組應(yīng)作什么形式的連接？若電動機(jī)的額定電壓為380V，對該電源又該作何種連接？四、小結(jié)講解例題，可以有效的是學(xué)生掌握三項負(fù)載中關(guān)于中線的作用。課后作業(yè)：5-3教學(xué)設(shè)計（017）課程標(biāo)題（或章節(jié)名稱）：第九章常用半導(dǎo)體器件9.1PN結(jié)及其單向?qū)щ娦哉n時：2教學(xué)容：1.了解本征半導(dǎo)體；2.掌握PN結(jié)形成和特性；3.理解P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的形成。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：PN結(jié)形成和特性。難點(diǎn)：P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的形成。教學(xué)方法與手段：啟發(fā)式講授，討論發(fā)言，多媒體，板書。教學(xué)過程與設(shè)計：一、半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電特性1．半導(dǎo)體及其導(dǎo)電特性純凈的半導(dǎo)體具有晶體結(jié)構(gòu)，所以半導(dǎo)體又稱為晶體。硅和鍺的結(jié)晶純度必須高于99.999999999999%（12個9）時，這樣提純后的單晶半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。本征半導(dǎo)體是共價鍵結(jié)構(gòu)。本征半導(dǎo)體在絕對零度（－273℃）時，等同于絕緣體。當(dāng)溫度升高（如常溫下）或有光照半導(dǎo)體時，由于熱激發(fā)，一些電子獲得一定能量后會掙脫束縛成為自由電子，從而具有了一定的導(dǎo)電能力，同時在自由電子原有的位置上會留下相對應(yīng)的空位置，稱為“空穴”半導(dǎo)體中的同時存在著電子導(dǎo)電和空穴導(dǎo)電。2．影響半導(dǎo)體材料導(dǎo)電能力的因素（1）摻雜性（2）熱敏性（3）光敏性3．半導(dǎo)體的分類半導(dǎo)體大體可以按以下方法來分類：元素型半導(dǎo)體（如硅、鍺）按化學(xué)成分不同可分為化合物型半導(dǎo)體（如砷化鎵、硫化鎘）半導(dǎo)體材料本征半導(dǎo)體按是否含雜質(zhì)可分為雜質(zhì)型半導(dǎo)體：N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體二、PN結(jié)及其特性1．N型（電子型）半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體硅或鍺摻入微量的五價砷元素或磷元素所形成的半導(dǎo)體稱為N型半導(dǎo)體。N型半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子是電子，少數(shù)載流子是空穴，N型半導(dǎo)體主要靠電子導(dǎo)電。2．P型（空穴型）半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體硅或鍺摻入微量的三價元素，可使半導(dǎo)體中的空穴濃度大為增加，形成P型半導(dǎo)體。P型半導(dǎo)體中多數(shù)載流子是空穴，少數(shù)載流子是電子。它主要靠空穴導(dǎo)電。應(yīng)當(dāng)注意的是：不論是N型還是P型半導(dǎo)體，整個晶體都呈現(xiàn)電中性。3．PN結(jié)的形成在一塊單晶片上，采用特殊工藝方法，兩邊分別摻入不同雜質(zhì)，分別形成P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體，在兩種半導(dǎo)體的交界面處就形成了PN結(jié)。4．PN結(jié)的單向?qū)щ娦訮N結(jié)具有單向?qū)щ娦?，即加正向電壓（正偏）時，電阻很小，PN結(jié)導(dǎo)通，形成較大的正向電流；加反向電壓（反偏）時，電阻很大，PN結(jié)截止，反向電流基本為零。三、小結(jié)本節(jié)知識點(diǎn)著重介紹PN結(jié)的單向?qū)щ娦哉n后作業(yè)：無教學(xué)設(shè)計（018）課程標(biāo)題（或章節(jié)名稱）：第九章常用半導(dǎo)體器件9.2半導(dǎo)體二極管課時：2教學(xué)容：1.了解二極管的結(jié)構(gòu)和類型；2.掌握二極管的伏安特性；3.理解二極管主要參數(shù)。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：二極管的伏安特性。難點(diǎn)：二極管的伏安特性。教學(xué)方法與手段：啟發(fā)式講授，討論發(fā)言，多媒體，板書。教學(xué)過程與設(shè)計：一、二極管的結(jié)構(gòu)與特性【課堂互動】認(rèn)識幾種二極管。1．二極管的結(jié)構(gòu)（1）二極管的外形（2）二極管的結(jié)構(gòu)從P型半導(dǎo)體上引出的電極叫二極管的正極或陽極，用“+”表示；另一電極叫負(fù)極或陰極，用符號“—”表示。文字符號為VD，箭頭指向二極管正向?qū)〞r的電流方向。圖6-8二極管的電路符號（3）二極管的分類：2．二極管的伏安特性伏安特性是指加在二極管兩端的電壓與通過它的電流之間的關(guān)系，可用伏安特性曲線來表示。（1）正向特性死區(qū)電壓，也叫閾值電壓或坎電壓。硅管的死區(qū)電壓約為0.5V，鍺管的死區(qū)電壓約為0.1V。AB段稱為正向?qū)▍^(qū)。（2）反向特性0Ｄ段稱為反向截止區(qū)。這時二極管呈現(xiàn)很高的電阻，在電路中相當(dāng)于一個斷開的開關(guān)，呈截止?fàn)顟B(tài)?？偨Y(jié)：①二極管具有單向?qū)щ娦?，二極管只允許電流從管的“+”極流向管子的“—”極，而不允許電流從“—”極流向“+”極。它的單向?qū)щ娦钥梢杂盟骱烷y門的比喻來幫助同學(xué)們理解②二極管的伏安特性具有非線性。③二極管的伏安特性與溫度有關(guān)。二、二極管的主要參數(shù)二極管的參數(shù)是反映二極管電性能的質(zhì)量指標(biāo)，是合理選擇和使用二極管的主要依據(jù)。二極管的主要參數(shù)有以下幾種。（1）最大整流電流IFM（2）最高反向工作電壓URM（3）最大反向電流IRM三、二極管的檢測1．用模擬式萬用表檢測二極管的單向?qū)щ娦裕ㄗ⒁夂诒砉P的極性）2．用模擬式萬用表檢測二極管的好壞若測得的二極管的正向電阻小，反向電阻大，且兩者相差很大，說明管子是好的。若測得的二極管的反向電阻太小，則說明該管已失去了單向?qū)щ娦?；若反向電阻無窮大，則說明管部已開路；若反向電阻為零，則說明該管已被擊穿，不能使用。3．用模擬式萬用表判斷二極管的極性注意：用萬用表測二極管時，不能用R×1和R×10K擋，R×1擋電流太大，可能燒壞二極管；R×10K擋電壓太高，可能會擊穿管子。四、總結(jié)本課主要講了二極管的結(jié)構(gòu)和類型及伏安特性。課后作業(yè)：9-4教學(xué)設(shè)計（019）課程標(biāo)題（或章節(jié)名稱）：第九章常用半導(dǎo)體器件9.2二極管及特殊二級管的應(yīng)用課時：2教學(xué)容：1.了解特殊二極管的類型；2.掌握二極管及特殊二極管的應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：二極管的應(yīng)用。難點(diǎn)：特殊二極管的應(yīng)用。教學(xué)方法與手段：啟發(fā)式講授，討論發(fā)言，多媒體，板書。教學(xué)過程與設(shè)計：復(fù)習(xí)導(dǎo)入新課二極管的單向?qū)щ娦?。二、二極管的應(yīng)用1、分析方法定性分析：判斷二極管的工作狀態(tài)：若二極管是理想的，正向?qū)〞r正向管壓降為零，反向截止時二極管相當(dāng)于斷開；否則，正向管壓降。分析方法：將二極管斷開，分析二極管兩端電位的高低或所加電壓UD的正負(fù)若V陽>V陰或UD為正(正向偏置)，二極管導(dǎo)通、若V陽<V陰或UD為負(fù)(反向偏置)，二極管截止。2、例題分析(1)鉗位作用例1：電路如圖，求：UAB(2)隔離作用例2:圖中電路，輸入端A的電位VA=+3V，B的電位VB=0V，求輸出端Y的電位VY。電阻R接負(fù)電源-12V。(3)限幅作用例3、如圖，E＝5V，二極管正向壓降忽略不計，畫出uo波形。（4）整流作用1）電路圖2）工作原理3）工作波形三、特殊二極管及其應(yīng)用（一）穩(wěn)壓二極管1．穩(wěn)壓二極管伏安特性穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿區(qū)，也稱為齊納二極管。這種管子雜質(zhì)濃度較高，PN結(jié)較薄。它的伏安特性與普通二極管類似，只是穩(wěn)壓二極管的反向擊穿區(qū)特性曲線很陡。2．穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)（1）穩(wěn)定電壓UZ指穩(wěn)壓二極管反向擊穿后穩(wěn)定工作的電壓值（擊穿電壓）。不同型號的管子具有不同的穩(wěn)壓值。相同型號的管子，因制造工藝不易控制，相同型號的穩(wěn)壓值也有少許差別，如2CW1的UZ=7～8.5V。但具體到某一只穩(wěn)壓管，它的穩(wěn)定電壓是確定的。（2）穩(wěn)定電流IZ是指穩(wěn)壓管在穩(wěn)定電壓時的工作電流，其圍在IZmin～I(xiàn)Zmax之間（圖6-14a）。（3）最大耗散功率PM（6）動態(tài)電阻rZ應(yīng)當(dāng)注意：（1）穩(wěn)壓管在工作時一定是正極接低電位，負(fù)極接高電位。（2）穩(wěn)壓管一般只用于低電壓、小電流的工作場合，對一些高電壓或大電流的工作場合不能選用穩(wěn)壓管穩(wěn)壓。3．穩(wěn)壓二極管在汽車上的應(yīng)用（二）發(fā)光二極管1．發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)、符號具有普通二極管的正、反向特性，而且當(dāng)給管子施加正向偏壓時，管子還會發(fā)出可見光和不可見光（即電致發(fā)光），其亮度隨著流過的電流增大而提高，發(fā)光的顏色和構(gòu)成PN結(jié)的材料有關(guān)。應(yīng)該注意：①發(fā)光二極管在使用時必須正向偏置，還應(yīng)串接一個限流電阻。②使用時，工作溫度一般為-20℃～75℃2．發(fā)光二極管在汽車上的應(yīng)用在汽車電路中，發(fā)光二極管隨處可見，主要用