電工基礎(chǔ)教案

柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案2009~20010學(xué)年度上學(xué)期課程名稱：電工基礎(chǔ)授課教師：黎藝華課程所屬系（部）：電子電氣工程系課程名稱：電工基礎(chǔ)授課班級(jí)：2009應(yīng)用電子1、2班；20XX級(jí)通信技術(shù)1班課程類型：理論、實(shí)踐一體化總學(xué)時(shí)：72學(xué)時(shí)（理論教學(xué)：50學(xué)時(shí)；實(shí)踐教學(xué)：30學(xué)時(shí)）學(xué)分：4使用教材：《電路基礎(chǔ)》主編王慧玲高等教育出版社20XX年4月第一版教學(xué)方法、手段：1、理論教學(xué)以面授為主，注意培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力，針對(duì)學(xué)生的實(shí)際情況分階段學(xué)習(xí)進(jìn)行教學(xué)，并要求學(xué)生做一定量的習(xí)題。2、實(shí)踐教學(xué)應(yīng)與理論教學(xué)內(nèi)容配合，在老師指導(dǎo)下讓學(xué)生自己動(dòng)手做有關(guān)實(shí)驗(yàn)?？己朔绞剑海荚嚕┎贾米鳂I(yè)6～8次，以書面作業(yè)形式為主，結(jié)合學(xué)生平時(shí)的表現(xiàn)及課堂提問(wèn)考核，其成績(jī)占總成績(jī)20％左右。階段測(cè)試1次，其成績(jī)占總成績(jī)20％左右做7-9個(gè)技能實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，期末進(jìn)行操作考核，結(jié)合學(xué)生做實(shí)訓(xùn)的表現(xiàn)及完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告的情況考核，其成績(jī)占總成績(jī)30％左右。期末理論考試，其成績(jī)占總成績(jī)30％左右。主要參考書目：1、《電路基礎(chǔ)》王慧玲主編高等教育出版社20XX年2、《電路及磁路》蔡元宇主編高等教育出版社1993年3、《電路基礎(chǔ)》于占河主編電子工業(yè)出版社20XX年4、《電路基礎(chǔ)》王輝主編電子工業(yè)出版社20XX年5、《電工基礎(chǔ)》葉國(guó)泰主編機(jī)械工業(yè)出版社1991年6、《電工儀表與測(cè)量》主編文春帆高等教育出版社課題1：第一章電路的基本概念和基本定律§1-1電路和電路模型§1-2電路的基本物理量教學(xué)目的與要求：1、了解本門課程的基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)方法

2、了解電路模型的概念

3、掌握電壓、電流的參考方向的表示方法

4、掌握吸收、發(fā)出功率的表達(dá)式和計(jì)算方法教學(xué)重點(diǎn)：電壓、電流的參考方向及表示方法；功率的表達(dá)式和計(jì)算方法授課時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)教學(xué)過(guò)程及內(nèi)容：

§1-1電路和電路模型一、電路1.電路：由電路器件（如晶體管）和電路部件（如電阻、電容、電感）相互連接而成的實(shí)際電路，具有傳輸電能、處理信號(hào)、測(cè)量電能、存貯信息等功能。2.電氣圖：采用標(biāo)準(zhǔn)圖形符號(hào)繪出表明各電路器件相互連接關(guān)系的圖。激勵(lì)：施加的信號(hào)（電源）響應(yīng)：需要的輸出（電壓和電流）3.重要假設(shè)：電路尺寸遠(yuǎn)小于電路工作時(shí)電磁波的波長(zhǎng)。實(shí)際電路的尺寸相差甚大。電力系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)可能跨越省界、國(guó)界、甚至洲際；而集成芯片不大于指甲，有數(shù)以萬(wàn)計(jì)的晶體管相互連接。4.電路理論：計(jì)算電路中各器件的端子電流和端子間電壓。二、電路模型1.理想電路元件（集總元件）：具有確定的電磁性質(zhì)的假想元件，是一種理想化的模型并具有精確的數(shù)學(xué)定義，是組成電路模型的最小單元。2.電路模型：由理想元件及其組合近似地代替實(shí)際的器件構(gòu)成與實(shí)際電路相對(duì)應(yīng)的電路模型。3.建模：用理想電路元件及其組合模擬實(shí)際器件。建模時(shí)必須考慮工作條件，并按不同精確度的要求把給定情況下的主要物理現(xiàn)象及功能反映出來(lái)。電路模型取得恰當(dāng)，按抽象電路分析計(jì)算所得結(jié)果與對(duì)應(yīng)的實(shí)際電路中測(cè)量所得結(jié)果基本一致?！?-2電路的基本物理量一、電流的參考方向1.電流：帶電粒子有秩序的移動(dòng)形成電流。電流強(qiáng)度：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量。2.電流的實(shí)際方向:正電荷運(yùn)動(dòng)方向。①難以預(yù)先判定；②不斷改變直流：大小和方向不隨時(shí)間變化。交流：大小和方向都隨時(shí)間變化。3.電流的參考方向：事先任意假定的正方向，用箭標(biāo)表示。，，電流的實(shí)際方向與參考方向相同；，，電流的實(shí)際方向與參考方向相反；例1-1：每秒10庫(kù)的正電荷在導(dǎo)線中由轉(zhuǎn)移，1)，若參考方向由，求2)，若參考方向由，求；3)，若電荷改為負(fù)電荷，結(jié)果又如何？解：實(shí)際方向1)：參考方向，；2)：參考方向，；3)：此情形下，即負(fù)電荷由等效于正電荷由，實(shí)際方向?yàn)?，如參考方向，；如參考方向，則。二、電壓的參考方向1.電壓：，兩點(diǎn)間的電壓表明了單位正電荷由點(diǎn)轉(zhuǎn)移到點(diǎn)所獲得或失去的能量。2.電壓的實(shí)際方向：高電位指向低電位的方向。①不易預(yù)先判定；②不斷改變3.電壓的參考方向：事先假定的電壓極性,用“+”“-”符號(hào)表示。，,電壓的實(shí)際極性與參考極性相同；，,電壓的實(shí)際極性與參考極性相反。例1-2：元件兩端電壓為1V，正電荷由元件的點(diǎn)移向點(diǎn)，獲得能量，試標(biāo)出電壓的真實(shí)極性。解：選定參考極性分別如下圖中和，則正電荷由，獲得能量，電壓真實(shí)極性應(yīng)為，，故。三、關(guān)聯(lián)參考方向電壓、電流具有相同的正方向。四、國(guó)際單位制（SI制）電流：（安培）（毫安）（微安）（納安）（千安）電壓：（伏特）（毫伏）（微伏）（千伏）電荷：（庫(kù)侖）功率：（瓦特）（毫瓦）（千瓦）能量：（焦耳）詞頭：（，兆）（k千）(毫)（微）（，納）五、電功率和能量如果在時(shí)間內(nèi)由有正電荷轉(zhuǎn)移，且為電壓降，其值為,失去的電能，則消耗的功率吸收的能量若電壓、電流為關(guān)聯(lián)參考方向，則若電壓、電流為非關(guān)聯(lián)參考方向，則與P5最下面定義有區(qū)別！例1-3：在例1-2中，若電流均為，且均由流向，該元件吸收或產(chǎn)生的功率為何？若元件產(chǎn)生的功率為,求電流.解：①設(shè)電流的參考方向由，則，故吸收非關(guān)聯(lián)參考方向吸收關(guān)聯(lián)參考方向②設(shè)電流的參考方向由，則實(shí)際方向?qū)嶋H方向課堂練習(xí)：P81-2-1；1-2-3；1-2-4課后小記：課題2：§1-3電阻元件§1-4電源元件

教學(xué)目的與要求：

1、熟練掌握電阻元件電壓電流關(guān)系

2、熟練掌握獨(dú)立電源元件的特性教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：電阻元件電壓電流關(guān)系

授課時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)教學(xué)過(guò)程及內(nèi)容：§1-3電阻元件伏安關(guān)系VAR(VOLTAmpereRelation)：元件電壓與電流之間的關(guān)系，也有稱電壓電流關(guān)系VCR(VoltageCurrentRelation)。1.電阻元件：一種對(duì)電流呈現(xiàn)阻力的元件，沿電流流動(dòng)的方向有電壓降，任何時(shí)刻其兩端的電壓與電流的關(guān)系服從歐姆定律。歐姆定律(Ohm'slaw)，關(guān)聯(lián)參考方向，電壓、電流為非關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)線性電阻元件的伏安特性曲線在平面（平面）上，是一條經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線。若某一個(gè)二端元件，在任一時(shí)刻電壓和電流之間存在代數(shù)關(guān)系，可由平面（或平面）上一條曲線決定，則此二端元件稱為電阻元件。（線性電阻直線；非線性電阻曲線）任一時(shí)刻，電阻電壓（或電流）是由同一時(shí)刻的電流（或電壓）所決定，故電阻元件也稱為“無(wú)記憶元件”2.線性電阻的開路和短路1）開路：電阻上不論其電壓多大，其電流恒等于零。2）短路：電阻內(nèi)不論其電流多大，其端電壓恒等于零。3.電阻元件的電功率電壓、電流為關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)如果（負(fù)電阻），則，產(chǎn)生功率，利用電子電路可實(shí)現(xiàn)。無(wú)源元件吸收的能量例1-4：電阻元件：為關(guān)聯(lián)參考方向，試?yán)L出伏安特性，并求。4.線性時(shí)變電阻、非線性非時(shí)變電阻、非線性時(shí)變電阻§1-4電壓源和電流源一、電壓源1.電壓源具有兩個(gè)基本性質(zhì)（1）電壓源的端電壓是定值（直流電壓源）或是一定的時(shí)間函數(shù);（2）電壓源的電流可是任意值。2.電壓源時(shí)刻的伏安特性曲線：是一條平行于軸且縱坐標(biāo)為的直線，電壓源端電壓與電流大小無(wú)關(guān)。a,直流電壓源：b,正弦電壓源：c,方波電壓源：3.電壓源的功率電流從電壓源低電位處流向高電位處，電壓源發(fā)出功率；電流從電壓源高電位處流向低電位處，電壓源吸收功率；如果電壓源的電壓和流過(guò)電壓源的電流取非關(guān)聯(lián)參考方向，則4.電壓源處于開路:電壓源不接外電路，。電壓源相當(dāng)于短路：電壓源電壓，伏安特性為平面上的電流軸（理想電壓源不允許短路）。5.實(shí)際的電壓源：其端電壓會(huì)隨著電流的增大而減小。二、電流源1.電流源的兩個(gè)基本性質(zhì)（1）電流源的電流是定值或是一定的時(shí)間函數(shù);（2）電流源的電壓可為任意數(shù)值。2.電流源時(shí)刻的伏安特性曲線：是一條平行于軸且縱坐標(biāo)為的直線，電流源電流與端電壓大小無(wú)關(guān)。直流電流源：正弦電流源：3.電流源的功率如果電流源電流和電壓的參考方向?yàn)榉顷P(guān)聯(lián)參考方向，則4.電流源兩端短路：端電壓，為短路電流。電流源相當(dāng)于開路：電流源，伏安特性為平面上的電壓軸（理想電流源不允許開路）。5.實(shí)際的電流源：光電池，恒流源（電子電路實(shí)現(xiàn)）。課堂練習(xí)：1-4-1;1-4-3課后小記：課題3：§1-5基爾霍夫定律

教學(xué)目的與要求：

1、理解并掌握支路、節(jié)電、回路、網(wǎng)孔等概念2、牢固掌握基爾霍夫定律并能熟練運(yùn)用重點(diǎn)與難點(diǎn)：基爾霍夫定律及運(yùn)用

授課時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)教學(xué)過(guò)程及內(nèi)容：§1-5基爾霍夫定律支路(branch)：每一個(gè)二端元件（也可將多個(gè)元件的串聯(lián)組合視為支路）；結(jié)點(diǎn)(node)：支路的連接點(diǎn)（三條或三條以上支路的連接點(diǎn)）；回路(loop)：由支路構(gòu)成的閉合路徑；網(wǎng)孔(mesh)：回路內(nèi)部不另含支路的回路；網(wǎng)絡(luò)(network)：含元件較多的電路。各個(gè)支路電流和支路電壓受到的兩類約束元件特性造成的約束；“拓?fù)洹奔s束，由基爾霍夫定律體現(xiàn)（取決于元件的相互聯(lián)接方式）；電荷守恒和能量守恒運(yùn)用到集總電路可以得到基爾霍夫的兩個(gè)定律。一、基爾霍夫電流定律（Kirchhoff'scurrentlaw）1.對(duì)于任一集總電路中的任一結(jié)點(diǎn)，在任一時(shí)刻，流出（或流進(jìn)）該結(jié)點(diǎn)的所有支路電流的代數(shù)和為零。為流出（或流進(jìn)）結(jié)點(diǎn)的第條支路的電流，為結(jié)點(diǎn)處的支路數(shù)。2.可推廣應(yīng)用于廣義結(jié)點(diǎn)（任一假設(shè)封閉面包圍的一部分電路）。3.是電荷守恒定律的具體體現(xiàn)，反映了電流的連續(xù)性。4.表達(dá)了支路電流間的約束關(guān)系，與電路元件性質(zhì)無(wú)關(guān)。例1-9：已知結(jié)點(diǎn)處求解：∵或)∴①各項(xiàng)前的正負(fù)符號(hào)取決于電流參考方向?qū)Y(jié)點(diǎn)的相對(duì)關(guān)系；②數(shù)值的正負(fù)號(hào)說(shuō)明參考方向與實(shí)際方向之間的關(guān)系。二、基爾霍夫電壓定律（Kirchhoff'svoltagelaw）1.對(duì)于任一集總電路中的任一回路，在任一時(shí)刻，沿著該回路的所有支路電壓降的代數(shù)和為零為回路中的第條支路電壓，為回路中支路數(shù)。確定回路繞行方向；凡參考極性所表示的電壓降方向與繞行方向一致取“+”，否則取“-”。例1-10：已知圖示回路中各元件電壓分別為：求。解：確定回路繞行方向：順時(shí)針∴①各項(xiàng)前正負(fù)符號(hào)取決于該電壓降的參考方向與所選繞行方向是否一致；②數(shù)值的正負(fù)號(hào)說(shuō)明參考方向與實(shí)際方向是否一致。2.反映了電路中各支路電壓間的約束關(guān)系，KVL與電路元件的性質(zhì)無(wú)關(guān)。3.可推廣應(yīng)用于假想回路（具體支路與未知電壓構(gòu)成的回路）。例1-11：試求下圖中電壓，其中。解：回路繞行方向：順時(shí)針∴4.任何兩點(diǎn)間的電壓與計(jì)算時(shí)所選擇的路徑無(wú)關(guān)。例1-12：試求例1-10中。解：或5.是能量守恒定律在集總電路中的具體反映，反映了電位的單值性?！?∴ ∴說(shuō)明：①是電流約束，是電壓約束；②、是“拓?fù)洹奔s束，是連接方式的約束，與元件性質(zhì)無(wú)關(guān)；③、僅適用于集總電路（即不論元件是線性的、非線性的、時(shí)變的、非時(shí)變的），不適用于分布電路。驗(yàn)證KCL(例1-6P17)。應(yīng)用、求電壓(例1-7P18)。課堂練習(xí)：P191-5-1；1-5-4；1-5-5作業(yè)：P271-10；1-17課后小記：課題4：§1-6電路的工作狀態(tài)§1-7電路中電位分析

教學(xué)目的與要求：

1、掌握電路在開路、短路和額定工作狀態(tài)時(shí)的特征

2、熟練掌握電路中電位的分析及計(jì)算方法教學(xué)重點(diǎn)：電路中電位的分析及計(jì)算授課時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)教學(xué)過(guò)程及內(nèi)容：§1-6電路的工作狀態(tài)

電路的幾種狀態(tài)：電路在工作時(shí)有三種工作狀態(tài)，分別是通路、短路、斷路。1.通路（有載工作狀態(tài)）如圖1-12所示，當(dāng)開關(guān)S閉合，使電源與負(fù)載接成閉合回路，電路便處于通路狀態(tài)。在實(shí)際電路中，負(fù)載都是并聯(lián)的，用RL代表等效負(fù)載電阻。電路中的用電器是由用戶控制的，而且是經(jīng)常變動(dòng)的。當(dāng)并聯(lián)的用電器增多時(shí)，等效電阻RL就會(huì)減小，而電源電動(dòng)勢(shì)E通常為一恒定值，且內(nèi)阻R0很小，電源端電壓U變化很小，則電源輸出的電流和功率將隨之增大，這時(shí)稱為電路的負(fù)載增大。當(dāng)并聯(lián)的用電器減少時(shí)，等效負(fù)載電阻RL增大，電源輸出的電流和功率將隨之減小，這種情況稱為負(fù)載減小?？梢?，所謂負(fù)載增大或負(fù)載減小，是指增大或減小負(fù)載電流，而不是增大或減小電阻值。電路中的負(fù)載是變動(dòng)的，所以，電源端電壓的大小也隨之改變。電源端電壓U隨電源輸出電流I的變化關(guān)系，即U=f（I）稱為電源的外特性，外特性曲線如圖1-13所示。根據(jù)負(fù)載大小，電路在通路時(shí)又分為三種工作狀態(tài)：當(dāng)電氣設(shè)備的電流等于額定電流時(shí)稱為滿載工作狀態(tài)；當(dāng)電氣設(shè)備的電流小于額定電流時(shí)，稱為輕載工作狀態(tài)；當(dāng)電氣設(shè)備的電流大于額定電流時(shí)，稱為過(guò)載工作狀態(tài)。P21例1-92.斷路所謂斷路，就是電源與負(fù)載沒有構(gòu)成閉合回路。在圖1-12所示電路中，當(dāng)S斷開時(shí)，電路即處于斷路狀態(tài)。斷路狀態(tài)的特征是：負(fù)載電流I=0P20例1-83.短路所謂短路，就是電源未經(jīng)負(fù)載而直接由導(dǎo)線接通成閉合回路，如圖1-14所示。圖中折線是指明短路點(diǎn)的符號(hào)。短路的特征是：R=0，U=0PL=0PE=I2SR0(電源內(nèi)阻消耗功率)因?yàn)殡娫磧?nèi)阻R0一般都很小，所以短路電流IS總是很大。如果電源短路事故未迅速排除，很大的短路電流將會(huì)燒毀電源、導(dǎo)線及電氣設(shè)備，所以,電源短路是一種嚴(yán)重事故,應(yīng)嚴(yán)加防止。為了防止發(fā)生短路事故，以免損壞電源，常在電路中串接熔斷器。熔斷器中裝有熔絲。熔絲是由低熔點(diǎn)的鉛錫合金絲或鉛錫合金片做成的。一旦短路，串聯(lián)在電路中的熔絲將因發(fā)熱而熔斷，從而保護(hù)電源免于燒壞。§1-7電路中電位分析

在電路中要求得某點(diǎn)的電位值，也必須在電路中選擇一個(gè)參考點(diǎn)，這個(gè)參考點(diǎn)叫零電位點(diǎn)。零電位點(diǎn)可以任意選擇。在電工技術(shù)中，為了工作安全，通常把電路的某一點(diǎn)與大地連接，稱為接地。這時(shí)，電路的接地點(diǎn)就是電位等于零的參考點(diǎn)。它是分析線路中其余各點(diǎn)電位高低的比較標(biāo)準(zhǔn)，用符號(hào)“⊥”表示。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(guò)的全部電位降的代數(shù)和。計(jì)算電位的方法和步驟如下：(1)選擇一個(gè)零電位點(diǎn)，即參考點(diǎn)。(2)標(biāo)出電源和負(fù)載的極性：按E的方向是由負(fù)極指向正極的原則，標(biāo)出電源的正負(fù)極性，設(shè)電流方向，將電流流入端標(biāo)為正極，流出端為負(fù)。(3)求點(diǎn)A的電位時(shí)，選定一條從點(diǎn)A到零電位點(diǎn)的路徑，從點(diǎn)A出發(fā)沿此路徑“走”到零電位點(diǎn)，不論一路經(jīng)過(guò)的是電源，還是負(fù)載，只要是從正極到負(fù)極，就取該電位降為正，反之就取負(fù)值，然后，求代數(shù)和。以圖1-25電路為例，點(diǎn)D是參考點(diǎn)，各電源的極性和I的方向如圖所示，求點(diǎn)A的電位時(shí)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(jì)算點(diǎn)A電位最簡(jiǎn)單，但三種計(jì)算方法的結(jié)果是完全相同的。例1.5在圖1-26所示電路中，若R1=5Ω，R2=10Ω，R3=15Ω，E1=180V，E2=80V，若以點(diǎn)B為參考點(diǎn)，試求A、B、C、D四點(diǎn)的電位VA、VB、VC、VD，同時(shí)求出C、D兩點(diǎn)之間的電壓UCD，若改用點(diǎn)D作為參考點(diǎn)再求VA、VB、VC、VD和UCD。解①根據(jù)基爾霍夫定律列方程:I1+I2－I3=0(節(jié)點(diǎn)A)I1R1+I3R3=E1(回路CABC)I2R2+I3R3=E2(回路DABD)解方程組得：I1=12A,I2=－4A,I3=8A②若以點(diǎn)B為參考點(diǎn)，則VB=0VA=I3R3=8×15=120VVC=E1=180VVD=E2=80VUCD=VC－VD=180－80=100V③若以點(diǎn)D為參考點(diǎn)，則VD=0VA=-I2R2=-(-4)×10=40VVB=－E2=－80VVC=I1R1-I2R2=12×5-(-4)×10=100VUCD=VC－VD=100-0=100V課堂練習(xí)：P221-6-4；P241-7-1；1-7-2；1-7-3作業(yè)：P251-2；1-23課后小記：課題5：第二章直流電阻電路的分析§2-1電阻的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)電路§2-2電阻的星形與三角形聯(lián)結(jié)及等效變換教學(xué)目的與要求：1.正確理解電路等效變換的概念2.熟練掌握電阻的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)電路的分析計(jì)算3.了解電阻的星形與三角形聯(lián)結(jié)及等效變換

教學(xué)難點(diǎn)：電路等效變換的概念授課時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)教學(xué)過(guò)程及內(nèi)容：

§2-1電阻的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)電路一、電路的等效變換1.簡(jiǎn)化電路：用一個(gè)較為簡(jiǎn)單的電路替代原電路。等效電阻：其值決定于原電路中各阻值及其連接方式。2.替代條件：簡(jiǎn)單電路與原電路應(yīng)有相同的伏安特性。3.等效：如果一個(gè)單口網(wǎng)絡(luò)的伏安特性和另一個(gè)單口網(wǎng)絡(luò)的伏安特性完全相同，則這兩個(gè)單口網(wǎng)絡(luò)N和是等效的。4.對(duì)外等效：兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以具有完全不同的結(jié)構(gòu)，但對(duì)任一外電路M來(lái)說(shuō)，它們卻具有完全相同的影響。例2-1：試簡(jiǎn)化含受控源的單口網(wǎng)絡(luò)。解：∵∴①一個(gè)含受控源及電阻的單口網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)只含電阻的單口網(wǎng)絡(luò)，一樣可以等效為一個(gè)電阻（含受控源時(shí)，等效電阻可能為負(fù)值）；②含受控源、電阻及獨(dú)立源的單口網(wǎng)絡(luò)和含電阻及獨(dú)立源的單口網(wǎng)絡(luò)一樣，可等效為電壓源—串聯(lián)電阻組合(戴維南定理)或電流源—并聯(lián)電阻組合（諾頓定理）。二、電阻的串聯(lián)和并聯(lián)1．電阻串聯(lián)直流電壓表電路P31例2-12．電阻并聯(lián)直流電流表電路P31例2-23.電阻的混聯(lián)既有電阻串聯(lián)又有電阻并聯(lián)的電路稱為電阻混聯(lián)電路。對(duì)于電阻混聯(lián)電路，可以應(yīng)用等效的概念，逐次求出各串、并聯(lián)部分的等效電路，從而最終將其簡(jiǎn)化成一個(gè)無(wú)分支的等效電路，通常稱這類電路為簡(jiǎn)單電路；若不能用串、并聯(lián)的方法簡(jiǎn)化的電路，則稱為復(fù)雜電路。P34例2-4；2-5；對(duì)此種電路的處理方法可以歸納為三步：設(shè)電位點(diǎn)；畫直觀圖；利用串、并聯(lián)方法求等效電阻?！?-2電阻的星形與三角形聯(lián)結(jié)及等效變換等效變換1.兩個(gè)三端網(wǎng)絡(luò)的等效如果和的關(guān)系完全相同，則三端網(wǎng)絡(luò)和是等效的。2.型（型）網(wǎng)絡(luò)的等效左側(cè)形網(wǎng)絡(luò)的伏安關(guān)系右側(cè)形網(wǎng)絡(luò)的伏安關(guān)系比較兩式，可得若則；若則。例2-2：求下圖所示電橋電路中電流I。解：利用等效變換公式可得最后等效電路如右上圖，則利用等效變換求總電阻（例2-6P37）。課堂練習(xí)：P352-1-1作業(yè)：P702-4；2-5課后小記：課題6：§2-3電源的聯(lián)結(jié)及兩種實(shí)際電源模型的等效變換教學(xué)目的與要求：1.掌握電壓源、電流源的串聯(lián)和并聯(lián)的概念2.熟悉電源的等效變換的應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn)：電源的等效變換的應(yīng)用授課時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)教學(xué)過(guò)程及內(nèi)容：§2-3電源的聯(lián)結(jié)及兩種實(shí)際電源模型的等效變換一、電壓源串聯(lián)當(dāng)個(gè)電壓源串聯(lián)時(shí)，可用一個(gè)電壓源等效替代。 與同向取正，反之取負(fù)二、電流源并聯(lián)當(dāng)個(gè)電流源并聯(lián)時(shí)，可用一個(gè)電流源等效替代。 與同向取正，反之取負(fù)注意：說(shuō)明：①與電壓源并聯(lián)的任何一條支路(,和一般支路),均可僅用替代；與電流源串聯(lián)的任何一條支路(,和一般支路),均可僅用替代；三、實(shí)際電源的兩種模型及其等效變換1.實(shí)際電源的伏安特性2.實(shí)際電源的兩種電路模型3.兩種電源模型的等效變換欲使電壓源模型的方程與電流源模型的方程具有完全相同的伏安特性，則應(yīng)有;或，互換時(shí)，電壓源電壓的極性與電流源電流的方向要一致（保證對(duì)外部電路的影響相同，即要求VAR一致）。等效變換僅保證端子以外的電壓、電流和功率相同,對(duì)內(nèi)部并無(wú)等效可言!利用電源等效變換求電流（P40例2-7;2-8;2-9）。課堂練習(xí)：P432-3-2;2-3-3;2-3-4;P722-9作業(yè):P722-10課后小記：課題7：§2-4支路電流法§2-6結(jié)點(diǎn)電壓法教學(xué)目的與要求：掌握支路電流法及其應(yīng)用掌握結(jié)點(diǎn)電壓法及其應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn)：結(jié)點(diǎn)電壓法及其應(yīng)用授課時(shí)數(shù):2學(xué)時(shí)教學(xué)過(guò)程及內(nèi)容:§2-4支路電流法1.法以支路電壓和電流為電路變量，共有個(gè)未知量。按KCL列出（）個(gè)獨(dú)立電流方程；按KVL列出（）個(gè)獨(dú)立電壓方程；按支路的電壓、電流關(guān)系（VAR）列出個(gè)VAR方程；由個(gè)方程求解個(gè)未知量。2.支路電流法將個(gè)支路電壓、電流關(guān)系（VAR）方程代入（）個(gè)KVL方程；消去支路電壓變量，得到()個(gè)以支路電流表示的KVL方程，加上原有的（）個(gè)獨(dú)立的結(jié)點(diǎn)電流方程；個(gè)方程求解個(gè)支路電流。將式（3）代入式（2）得式（1）和式（4）聯(lián)立求解可得支路電流。3.KVL方程的一般形式1）為回路中第個(gè)支路電阻上的電壓，參考方向與回路方向一致時(shí)，取“+”，否則，取“-”；2）為回路中第支路的電源電壓（既包括電壓源電壓，也包括電流源引起的電壓），當(dāng)與回路方向一致時(shí)取“-”（因移到等號(hào)另一側(cè)），否則取“+”。4.列寫支路電流法電路方程的步驟選定各支路電流的參考方向；根據(jù)KCL對(duì)個(gè)獨(dú)立結(jié)點(diǎn)列寫電流方程；3）選取個(gè)獨(dú)立回路（平面電路取網(wǎng)孔），指定回路的繞行方向，列出方程。應(yīng)用舉例P45例2-10;2-11§2-6結(jié)點(diǎn)電壓法1.結(jié)點(diǎn)電壓是一組完備的獨(dú)立電壓變量任選一個(gè)結(jié)點(diǎn)為參考點(diǎn)，其他結(jié)點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓降，稱為該結(jié)點(diǎn)的結(jié)點(diǎn)電壓，共個(gè)；完備性：一旦求出了個(gè)結(jié)點(diǎn)電壓，全部b條支路電壓均可根據(jù)KVL隨之確定，因一條支路必然關(guān)聯(lián)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)。獨(dú)立性：因沿任一回路的各支路電壓如以結(jié)點(diǎn)電壓表示，列寫的KVL方程恒等于零，因此，就KVL來(lái)說(shuō)，各結(jié)點(diǎn)電壓彼此獨(dú)立無(wú)關(guān)。圖中所示回路：求結(jié)點(diǎn)電壓需要根據(jù)及來(lái)列方程。2.求解過(guò)程及結(jié)點(diǎn)電壓方程的普遍形式整理可得概括為一般形式或推廣到個(gè)結(jié)點(diǎn)的電路，其結(jié)點(diǎn)方程的普遍形式為這里：①自電導(dǎo)連接到第個(gè)結(jié)點(diǎn)的全部電導(dǎo)之和；②互電導(dǎo)連接在結(jié)點(diǎn)和結(jié)點(diǎn)之間的電導(dǎo)之和的負(fù)值；③注入電流注入到第個(gè)結(jié)點(diǎn)的電流源電流的代數(shù)和；例：列出下圖的結(jié)點(diǎn)電壓方程。解：結(jié)點(diǎn)編號(hào)如圖所示，則有用結(jié)點(diǎn)電壓法求各支路電流（P50例2-14;2-15;2-16）4.電路中含有無(wú)伴電壓源的情況：1）選無(wú)伴電壓源的一端連接點(diǎn)作為參考點(diǎn)，則關(guān)于另一端的結(jié)點(diǎn)電壓已知，無(wú)需再列方程！2）把無(wú)伴電壓源的電流作為附加變量列入方程，增加結(jié)點(diǎn)電壓與無(wú)伴電壓源電壓之間的關(guān)系。5.結(jié)點(diǎn)電壓法的步驟①指定參考結(jié)點(diǎn)，其余結(jié)點(diǎn)對(duì)參考結(jié)點(diǎn)之間的電壓就是結(jié)點(diǎn)電壓；②列出結(jié)點(diǎn)電壓方程（按普遍形式）。注意，自電導(dǎo)總為正，互電導(dǎo)總為負(fù)，另要注意注入電流前面的“+”、“-”號(hào)；③當(dāng)電路中含有無(wú)伴電壓源或受控源時(shí)按前述方法處理。課堂練習(xí):P532-6-1作業(yè)：P732-17;2-18課后小記:課題8：§2-7疊加定理教學(xué)目的與要求：1、了解線性電路特點(diǎn)

2、熟練掌握疊加定理的應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn)：疊加定理的應(yīng)用授課時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)教學(xué)過(guò)程及內(nèi)容：§2-7疊加定理1.線性電路線性元件+獨(dú)立電源=線性電路獨(dú)立電源是非線性單口元件，因其伏安特性曲線不是過(guò)原點(diǎn)的直線。獨(dú)立電源是電路的輸入，起著激勵(lì)的作用，可使線性元件中出現(xiàn)電壓和電流（響應(yīng)），并且響應(yīng)與激勵(lì)之間存在線性關(guān)系。1）每個(gè)支路電流或支路電壓都是多個(gè)激勵(lì)共同作用產(chǎn)生的結(jié)果；2）每一項(xiàng)只與一個(gè)激勵(lì)成比例，其比例系數(shù)為該激勵(lì)單獨(dú)作用，其余激勵(lì)全部置零求出的比例系數(shù)；3）電流源置零時(shí)相當(dāng)于開路，電壓源置零時(shí)相當(dāng)于短路。2.疊加定理線性電阻電路中，任一電壓或電流都是電路中各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)，在該處產(chǎn)生的電壓或電流的疊加。1)疊加定理僅適用于線性電路，不適用于非線性電路；2)疊加定理在線性電路分析中起著重要作用，線性電路中很多定理都與疊加定理有關(guān)；3)運(yùn)用疊加定理計(jì)算電路時(shí)，如果有多個(gè)電源，可分組置零，不必單個(gè)置零；例：試用疊加定理求下圖中Ix。解：電路中含有受控源時(shí)，受控源要始終保留，單獨(dú)作用只能是獨(dú)立電源。4)元件的功率不等于各電源單獨(dú)作用時(shí)在該元件上所產(chǎn)生的功率之和，直接用疊加定理計(jì)算功率將失去“交叉乘積”項(xiàng)，因功率p不是電壓u或電流i的線性函數(shù)；5)電路中存在受控源時(shí)，應(yīng)用疊加定理計(jì)算各分電路時(shí)，要始終把受控源保留在各分電路中。6)疊加時(shí)各分電路中的電壓和電流的參考方向可以取得與原電路中的相同。取和時(shí)，應(yīng)注意各分量前的“+”“-”號(hào)。P55例2-18;2-19課堂練習(xí)：P562-7-2作業(yè):P742-21課后小記：課題9：§2-8戴維南定理和諾頓定理§2-9最大功率傳輸定理教學(xué)目的與要求：練掌握戴維南定理及其應(yīng)用了解諾頓定理掌握最大功率傳輸定理及其應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn)：戴維南定理及其應(yīng)用授課時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)教學(xué)過(guò)程及內(nèi)容：§2-8戴維南定理和諾頓定理一、戴維南定理1.戴維南定理線性含源單口網(wǎng)絡(luò)N，可等效為一個(gè)電壓源串聯(lián)電阻支路，電壓源電壓等于該網(wǎng)絡(luò)N的開路電壓,串聯(lián)電阻等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立源置為零值時(shí)所得網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。若線性含源單口網(wǎng)絡(luò)的端口電壓u和電流i為非關(guān)聯(lián)參考方向，則其VAR可表示為2.戴維南定理的證明證明：根據(jù)替代定理，將M用電流源替代，再據(jù)疊加定理，端口處電壓u和電流可疊加得到因此，從網(wǎng)絡(luò)N的兩個(gè)端鈕a,b來(lái)看，含源單口網(wǎng)絡(luò)可等效為一個(gè)電壓源串聯(lián)電阻的支路，其電壓源電壓為，串聯(lián)電阻為。例1:試求下圖中12k電阻的電流I。解：據(jù)戴維南定理，除12k電阻以外的部分可等效為電壓源Uoc與電阻Req的串聯(lián)組合例2:試用戴維南定理求下圖RL的電流I。解：S1.求uoc（斷開RL）S2.求Req（將電壓源置零）例3：求下圖所示電路的戴維南等效電路解：①只要得到線性含源單口網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)數(shù)據(jù)，開路電壓uoc和短路電流isc，即可確定戴維南等效電路；②求含受控源的戴維南等效電路時(shí)，為了計(jì)及受控源的作用,通常采用先算開路電壓uoc，再算短路電流isc的方法獲得Req；③求含受控源電路的等效電阻Req時(shí)，也可采用§2-7中外加電壓源求電流和外加電流源求電壓的一般方法來(lái)解決；④對(duì)電路的某一元件感興趣時(shí)（求其電壓，電流，功率等）應(yīng)用戴維南定理會(huì)帶來(lái)很大方便。求戴維南等效電路（P59例2-20;2-21）二、諾頓定理諾頓定理：線性含源單口網(wǎng)絡(luò)N，可以等效為一個(gè)電流源并聯(lián)電阻的組合，電流源的電流等于該網(wǎng)絡(luò)N的短路電流iSC，并聯(lián)電阻Req等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立源為零值時(shí)所得網(wǎng)絡(luò)N0的等效電阻Rab。根據(jù)諾頓定理，線性含源單口網(wǎng)絡(luò)的端口電壓u和為非關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，則其VAR可表示為①諾頓定理可由戴維南定理和等效電源定理推導(dǎo)出來(lái)；②只能等效為一個(gè)電流源的單口網(wǎng)絡(luò)（Req=∞或Geq=0），只能用諾頓定理等效，不能用戴維南定理等效；同理，只能等效為一個(gè)電壓源的單口網(wǎng)絡(luò)（Req=0或Geq=∞），只能用戴維南定理等效，不能用諾頓定理等效。求諾頓定理等效電路（P61例2-22）§2-9最大功率傳輸定理令p有極值p取得極大值用戴維南等效電路或用諾頓等效電路最大功率傳遞定理：由線性單口網(wǎng)絡(luò)傳遞給可變負(fù)載RL的功率為最大的條件是：負(fù)載RL應(yīng)與戴維南（或諾頓）等效電阻相等。單口網(wǎng)絡(luò)和它的等效電路，就其內(nèi)部功率而言是不等效的，由等效電阻Req算得的功率一般不等于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部消耗的功率，因此，實(shí)際上當(dāng)負(fù)載得到最大功率時(shí)，其功率傳遞效率未必是50%。例5:求下圖中R為何值時(shí)能從電路中獲得最大功率?解：可求出：uoc=4V,Req=20k,故R=Req=20k,可獲得最大功率思考題：P622-8-2；P652-9-3課堂練習(xí)：P762-27課后小記：課題10：第三章正弦交流電路§3-1正弦交流電的基本概念教學(xué)目的與要求：1、掌握正弦量的概念2、掌握正弦量三要素的概念及求解方法3、掌握正弦量有效值的含義和計(jì)算教學(xué)重點(diǎn)：正弦量三要素的概念及求解方法授課時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)教學(xué)過(guò)程及內(nèi)容：§3-1正弦交流電的基本概念一、正弦量時(shí)變電壓和電流：隨時(shí)間變化的電壓和電流。根據(jù)電壓和電流瞬時(shí)值的正負(fù)號(hào)，結(jié)合參考方向便可確定電壓或電流的真實(shí)方向。周期電壓和電流：時(shí)變電壓和電流的每個(gè)值在經(jīng)過(guò)相等的時(shí)間后重復(fù)出現(xiàn)。周期T：波形（函數(shù)）重復(fù)出現(xiàn)所需的最短時(shí)間間隔，單位：秒(s)。頻率f：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的循環(huán)（周期）數(shù)，單位：赫茲(Hz)。如果周期電壓、電流的大小和方向都隨時(shí)間變化，這種周期電壓、電流便是交變的，稱為交變電壓、交變電流，亦稱交流電流。正弦量：換時(shí)間按正弦規(guī)律變化的電壓、電流等。也可用sin函數(shù)表示二、正弦量的三要素1.振幅：常量、最大瞬時(shí)值。2.角頻率：每秒變化的弧度數(shù)，市電：3.初相位：初始相位角，一般情況下，時(shí)間的起點(diǎn)不一定恰好選在正弦波為正最大值的瞬間，則正弦電壓應(yīng)表示為初相反映了正弦波初始值的大小,正峰值位于縱軸左方，，正峰值位于縱軸右方，相位角表示了正弦波變化的進(jìn)程。正弦波的三要素（振幅、頻率、初相）是正弦量之間進(jìn)行比較和區(qū)分的依據(jù)。例1：正弦交流電路中，，，試求：；；電流的大小及實(shí)際方向。解：例2：電壓波形如下圖所示，（1）試求；（2）用cos函數(shù)寫出的表示式，（3）用sin函數(shù)寫出的表示式。解：(1)(2)由坐標(biāo)原點(diǎn)（即時(shí)間起點(diǎn)）到第一個(gè)正最大值所需時(shí)間2.5ms,所對(duì)應(yīng)的角度為或三、有效值周期電流（電壓）的有效值等于與其熱效應(yīng)相等的直流電流（電壓）值。周期電流的有效值等于它的瞬時(shí)值的平方在一個(gè)周期內(nèi)積分的平均值，再取平方根。正弦電流類似地；四、相位差兩個(gè)同頻率的正弦量的相角或相位之差。初相不同，表明它們隨時(shí)間變化“步調(diào)”不可能一致。相位差等于初相之差，與時(shí)間無(wú)關(guān)，是區(qū)分兩個(gè)同頻率正弦量相角的重要標(biāo)志。①；②；③；④；⑤。兩個(gè)同頻率正弦量的計(jì)時(shí)起點(diǎn)改變時(shí)，它們的初相也改變，但兩者的相位差仍保持不變，相位差與計(jì)時(shí)起點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān)。例3：設(shè)有兩個(gè)正弦電流，，問(wèn)哪一電流滯后，滯后的角度是多少？解：P79例3-1；3-2；3-3課堂練習(xí)：P813-1-1；3-1-2；3-1-3課后小記：課題11：§3-2正弦量的相量表示法教學(xué)目的與要求：掌握復(fù)數(shù)的概念及計(jì)算方法掌握正弦量的相量表示法及計(jì)算方法教學(xué)重點(diǎn)：正弦量的相量表示法及計(jì)算方法授課時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)教學(xué)過(guò)程及內(nèi)容：§3-2正弦量的相量表示法一、復(fù)數(shù)的幾種表示形式1.代數(shù)形式：2.三角形式：歐拉公式3.指數(shù)形式：4.極坐標(biāo)形式：二、復(fù)數(shù)的運(yùn)算1.相等若兩復(fù)數(shù)的實(shí)部和虛部分別相等，則這兩復(fù)數(shù)相等；若它們的模相等，輻角相等，則這兩復(fù)數(shù)相等。2.加減運(yùn)算復(fù)數(shù)的加減運(yùn)算可以在復(fù)平面上用圖形來(lái)表示。求復(fù)數(shù)之和的運(yùn)算在復(fù)平面上符合平行四邊形求和法則。3.乘法運(yùn)算復(fù)數(shù)相乘時(shí)，其模相乘，其輻角相加。4.除法運(yùn)算復(fù)數(shù)相除時(shí)，其模相除，其輻角相減。5.旋轉(zhuǎn)因子①②例1：設(shè)。解：三、相量法的基礎(chǔ)1.相量：表征正弦時(shí)間函數(shù)的復(fù)值常數(shù)。其中，，是一個(gè)與時(shí)間無(wú)關(guān)的復(fù)值常數(shù)，其模為該正弦電壓的振幅，輻角為該正弦電壓的初相。2)相量只能表征或代表正弦波,并不等于正弦波！3)相量圖：相量在復(fù)平面上可用有向線段表示，相量在復(fù)平面上的圖示稱為相量圖。2.旋轉(zhuǎn)相量：1)是一個(gè)隨著時(shí)間推移而旋轉(zhuǎn)的因子，它在復(fù)平面上是以原點(diǎn)為中心，以角速度不斷逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的復(fù)數(shù)（模為1）。2)相量與的乘積，則是時(shí)間t的復(fù)值函數(shù)，在復(fù)平面上可用以恒定角速度逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的相量表示。3）旋轉(zhuǎn)相量在實(shí)軸上的投影，即為同一時(shí)刻正弦量的瞬時(shí)值。例2：試寫出代表下列三個(gè)正弦電流的相量并繪相量圖，，。解：例3：已知，試寫出它們所代表的正弦電壓。解：4）有效值相量：，復(fù)值常數(shù)的模表示有效值。類似地例8-6中若為有效值相量，再寫出它們所代表的正弦電壓。3.相量運(yùn)算①同頻率正弦量的代數(shù)和②正弦量的微分設(shè)，對(duì)求導(dǎo)，有正弦量的導(dǎo)數(shù)是一個(gè)同頻率正弦量，其相量等于原正弦量的相量乘以。③正弦量的積分設(shè)，則正弦量的積分結(jié)果為同頻率正弦量，其相量等于原正弦量的相量除以。例4:已知正弦電流分別為，試求：。解：的相量P83例3-4；3-5；3-6課堂練習(xí)：P853-2-1；3-2-2；3-2-5作業(yè)：P1093-7；3-10課后小記：課題12：§3-3單一參數(shù)正弦交流電路的分析教學(xué)目的與要求：掌握正弦交流電路中電阻、電容、電感元件的特性掌握三種基本電路元件伏安關(guān)系的相量形式教學(xué)重點(diǎn)：三種基本電路元件伏安關(guān)系的相量形式授課時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)

教學(xué)過(guò)程及內(nèi)容：§3-3單一參數(shù)正弦交流電路的分析純電阻元件1、電阻元件伏安特性又u=Ri例1：4電阻兩端電壓為求。解：例2：P87例3-72、功率（1）瞬間功率關(guān)聯(lián)參考方向下電阻元件吸收的瞬時(shí)功率p=ui，為了計(jì)算方便其波形如圖所示（2）平均功率平均功率定義為瞬時(shí)功率p在一個(gè)周期T內(nèi)的平均值，用大寫字母P表示。即又稱為有功功率，其單位是瓦(W)或千瓦(kW)二、純電感元件1、電感元件電感元件是實(shí)際電感線圈的理想化模型。其符號(hào)如圖所示。電感元件的電感為一常數(shù)，磁鏈Ψ總是與產(chǎn)生它的電流i成線性關(guān)系在SI中，電感的單位為亨(利)，符號(hào)為H，常用的單位有毫亨(mH)、微亨(μH)。電感元件磁鏈與產(chǎn)生它的電流之間的約束關(guān)系稱為線性電感的韋安特性,是過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線。如圖(c)所示為電感元件的伏安特性。2、電感元件的伏安特性根據(jù)電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電壓等于磁鏈的變化率。當(dāng)電壓的參考極性與磁通的參考方向符合右手螺旋定則時(shí)當(dāng)電感元件中的電流和電壓取關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)有當(dāng)u、i為非關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，有3、電感元件的磁場(chǎng)能關(guān)聯(lián)參考方向下，電感吸收的功率電感電流從i(0)=0增大到i(t)時(shí)，總共吸收的能量，即t時(shí)刻電感的磁場(chǎng)能量當(dāng)電感的電流從某一值減小到零時(shí)，釋放的磁場(chǎng)能量也可按上式計(jì)算。在動(dòng)態(tài)電路中，電感元件和外電路進(jìn)行著磁場(chǎng)能與其它能相互轉(zhuǎn)換，本身不消耗能量。4、電感元件的電壓、電流相量關(guān)系式稱為感抗，單位為歐姆。感抗的倒數(shù)稱為感納，單位為西門子(S)。例1：4H電感兩端電壓為,求流過(guò)電感的電流。解：1)2)3)例2：P89例3-8例3：P90例3-95、功率（1）瞬時(shí)功率在關(guān)聯(lián)參考方向下，當(dāng)φi=0時(shí),電感吸收的瞬時(shí)功率為電感元件的i，u，p波形如圖所示（2）平均功率為了衡量電感與外部交換能量的規(guī)模，引入無(wú)功功率QL，三、純電容元件1、電容元件：電容元件是各種實(shí)際電容器的理想化模型，其符號(hào)如圖（a）所示。電荷量與端電壓的比值叫做電容元件的電容，理想電容器的電容為一常數(shù)，電荷量q總是與端電壓u成線性關(guān)系，即Q=CUSI中電容的單位為法拉，簡(jiǎn)稱法，符號(hào)為F。常用單位有，微法(μF)，皮法(pF)。電容元件電荷量與電壓之間的約束關(guān)系，稱為線性電容的庫(kù)伏特性，它是過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線。如圖(b)所示。2、電容元件的伏安特性對(duì)于圖(a)，當(dāng)u、i取關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)有電容的伏安特性說(shuō)明：任一瞬間，電容電流的大小與該瞬間電壓變化率成正比，而與這一瞬間電壓大小無(wú)關(guān)。3、電容元件的電場(chǎng)能電容元件從u(0)=0(電場(chǎng)能為零)增大到u(t)時(shí)，總共吸收的能量，即t時(shí)刻電容的電場(chǎng)能量。4、電容元件的電壓、電流相量關(guān)系式若若P92例3-10例1：流過(guò)0.5F電容的電流為，試求電容電壓。解：1)2)3)例2：P92例3-10例3：P92例3-115、功率（1）瞬時(shí)功率為電容元件的u、i、p波形（2）平均功率（3）無(wú)功功率電容的無(wú)功功率的單位與電感的無(wú)功功率的單位相同。6、電容的串并聯(lián)（1）電容的并聯(lián)如圖所示。當(dāng)電容器的耐壓值符合要求，但容量不夠時(shí)，可將幾個(gè)電容并聯(lián)。（2)電容的串聯(lián)如圖所示電容串聯(lián)的等效電容的倒數(shù)等于各電容倒數(shù)之和。電容的串聯(lián)使總電容值減少。例：P94例3-12課堂練習(xí)：P953-3-1；3-3-2；3-3-3作業(yè)：P1093-13；3-16；3-19課后小記：課題13：§3-4基爾霍夫定理的相量形式§3-5RLC串聯(lián)電路的分析教學(xué)目的與要求：1、熟練掌握基爾霍夫定理的相量形式及應(yīng)用2、掌握RLC串聯(lián)電路的分析及計(jì)算方法教學(xué)重點(diǎn)：RLC串聯(lián)電路的分析及計(jì)算方法授課時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)

教學(xué)過(guò)程及內(nèi)容：§3-4基爾霍夫定理的相量形式基爾霍夫節(jié)點(diǎn)電流定律的相量形式：根據(jù)正弦量的和差與它們相量和差的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以推出：正弦電路中任一節(jié)點(diǎn)，與它相連接的各支路電流的相量代數(shù)和為零，即該式就是基爾霍夫節(jié)點(diǎn)電流定律的相量形式，簡(jiǎn)稱KCL的相量形式。回路電壓定律的相量形式：同理可以推出正弦電路中，任一閉合回路，各段電壓的相量代數(shù)和為零，即該式就是基爾霍夫回路電壓定律的相量形式，簡(jiǎn)稱KVL的相量形式。綜上所述，正弦電路的電流、電壓的瞬時(shí)值關(guān)系，相量關(guān)系都滿足KCL和KVL，而有效值的關(guān)系一般不滿足，要由相量的關(guān)系決定。因此正弦電路的某些結(jié)論不能從直流電路的角度去考慮。例：正弦電路中，與某一個(gè)節(jié)點(diǎn)相連的三個(gè)支路電流為i1、i2、i3。已知i1、i2流入，i3流出，求i3解先寫出i1和i2的相量(注意，i1的初相應(yīng)為60°+90°=150°)應(yīng)用舉例：P96例3-13；3-14§3-5RLC串聯(lián)電路的分析一、電壓與電流的關(guān)系1.電壓三角形R、L、C串聯(lián)電路的相量模型如圖4.27(b)所示。電流的相量為參考相量作出相量圖，如圖4.28(a)所示，圖中設(shè)UL>UC

圖4.27RLC串聯(lián)電路的相量圖4.28RLC串聯(lián)電路的相量圖顯然，組成一個(gè)直角三角形，稱為電壓三角形，由電壓三角形可得U也可以寫成相量形式，即2.阻抗三角形其中X=XL—XC稱為電抗，|Z|和φ分別稱為復(fù)阻抗的模和阻抗角，其關(guān)系為

顯然|Z|、R、X也組成一個(gè)直角三角形，稱為阻抗三角形，與電壓三角形相似。設(shè)端口電壓電流的相量分別為由上式可得 二、電路的三種性質(zhì)根據(jù)RLC串聯(lián)電路的電抗RLC串聯(lián)電路有以下三種不同性質(zhì)：(1)當(dāng)ωL>1/ωC時(shí)，X>0，φ>0，UL>UC。UX超前電流90°，端口電壓超前電流；電路呈感性，相量圖如圖4.28(a)所示。(2)當(dāng)ωL<1/ωC時(shí)，X<0，φ<0，UL<UC，Ux滯后電流90°，端口電壓滯后電流；電路呈容性，相量圖如圖4.28(b)所示。(3)當(dāng)ωL=1/ωC時(shí)，X=0，φ=0，UL=UC。Z=R。端口電壓與電流同相，電路呈阻性。這是一種特殊狀態(tài)，稱為諧振，相量圖如圖4.28(c)所示。RL串聯(lián)電路、RC串聯(lián)電路、LC串聯(lián)電路、電阻元件、電感元件、電容元件都可以看成RLC串聯(lián)電路的特例。R、L、C的復(fù)阻抗Z分別為R、jXL－jXC，φ分別為0、90°、90°RL串聯(lián)RC串聯(lián)例如圖(a)所示為RC串聯(lián)移相電路,u為輸入正弦電壓,以u(píng)C為輸出電壓。已知，C=0.01μF，u的頻率為6000Hz，有效值為1V。欲使輸出電壓比輸入電壓滯后60°，試問(wèn)應(yīng)選配多大的電阻R?在此情況下，輸出電壓多大?解作出相量圖，如圖(b)所示。容性電路的阻抗角為負(fù)值，根據(jù)已知有在此情況下，輸出電壓課堂練習(xí)：P1003-5-1；3-5-2作業(yè)：P1113-29；3-30課后小記：課題14：第四章三相正弦電路§4-1三相電源及其聯(lián)接教學(xué)目的與要求：1、熟練掌握三相電源的特征及聯(lián)接方式3、掌握相電壓、線電壓的概念及計(jì)算方法教學(xué)重點(diǎn)：三相電源的特征及聯(lián)接方式授課時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)教學(xué)過(guò)程及內(nèi)容：§4-1三相電源及其聯(lián)接一、對(duì)稱三相電源3個(gè)頻率相同、幅值相等、相位依次相差的正弦電壓連接成星形(Y)或三角形(△)組成的電源———三相對(duì)稱電源。a.正序（順序）：a、b、c相序；b.或，對(duì)稱三相電壓的電壓瞬時(shí)值的和為零；c.對(duì)稱三相電壓是由三相交流發(fā)電機(jī)提供的。二、Y形電源與三角形電源1、Y形電源將三相發(fā)電機(jī)三個(gè)定子繞組的末端連在一起，作為公共端點(diǎn)N點(diǎn)，另外三個(gè)首端負(fù)載。a.端線（火線）：正極性、、向外引出的輸出線；b.中線：中點(diǎn)引出的導(dǎo)線；c.線電壓：端線A、B、C之間（即端線之間）的電壓；d.相電壓：電源每一相的電壓（端線與中線之間的電壓）。2、三角形電源把三相電壓源依次連接成一個(gè)回路，再?gòu)亩俗覣、B、C引出端線。a.三角形電源的線電壓、相電壓、線電流和相電流的概念與Y形電源相同；b.三角形電源不能引出中線；c.三角形電源不常用（會(huì)出現(xiàn)環(huán)流）。三、線電壓（電流）與相電壓（電流）的關(guān)系1.對(duì)稱Y形電源線電壓與相電壓的關(guān)系線電壓相電壓且①如果相電壓對(duì)稱時(shí)，線電壓也一定依序?qū)ΨQ；并且線電壓是相電壓的倍，相位均依次超前；②只需算出，可以依序?qū)懗?；③三角形電源中（見前圖），。2.對(duì)稱△形負(fù)載線電流與相電流的關(guān)系①對(duì)于Y形連接負(fù)載，線電流=相電流；②對(duì)于△形連接負(fù)載（見前圖）：對(duì)稱相電流、、且a.對(duì)稱△形負(fù)載中，相電壓對(duì)稱時(shí)，線電流也一定對(duì)稱，它是相電流的倍，依次滯后、、的相位為；b.實(shí)際計(jì)算時(shí)，只需算出，可以依次寫出課堂練習(xí)：P1164-1-1；4-1-2；4-1-3課后小記：課題15：第四章三相正弦電路§4-2負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路教學(xué)目的與要求：1、熟練掌握負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路的特征2、掌握負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路計(jì)算方法教學(xué)重點(diǎn)：負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路計(jì)算方法授課時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)教學(xué)過(guò)程及內(nèi)容：§4-2負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路一、對(duì)稱三相電路1、對(duì)稱Y-Y連接a.對(duì)稱三相負(fù)載：3個(gè)阻抗相等；b.三相負(fù)載的相電壓和相電流：各相阻抗的電壓和電流；c.負(fù)載的線電流：三相負(fù)載3個(gè)端子、、向外引出的導(dǎo)線中的電流；d.負(fù)載的線電壓:、、之間任兩個(gè)端子之間的電壓；e.對(duì)稱三相電路：對(duì)稱三相電源+對(duì)稱三相負(fù)載；f.對(duì)稱Y-Y連接：Y形電源+對(duì)稱Y形負(fù)載；g.三相四線制：Y形電源的點(diǎn)與Y形負(fù)載的點(diǎn)之間用中線連接起來(lái)（如無(wú)中線，則為三相三線制）。2、對(duì)稱Y-△連接：Y形電源+對(duì)稱△形負(fù)載。二、對(duì)稱三相電路的計(jì)算分析正弦電路的相量法完全適用于三相電路。分析對(duì)稱三相電路時(shí)要注意由于電路的對(duì)稱性而引起的一些特殊規(guī)律。對(duì)稱三相四線制電路（對(duì)稱Y-Y系統(tǒng)）:端線阻抗:中線阻抗、:中性點(diǎn)∵∴①因,各相電流相互獨(dú)立，彼此無(wú)關(guān)；②因三相電源對(duì)稱，三相負(fù)載對(duì)稱，相電流構(gòu)成對(duì)稱組；③對(duì)稱Y-Y系統(tǒng)，只需分析計(jì)算其中一相，按對(duì)稱關(guān)系寫出其它兩相的電壓、電流；④因,對(duì)稱Y-Y系統(tǒng)中，中線如同開路?、葚?fù)載端線電壓也對(duì)稱例：對(duì)稱Y-Y電路中,，求負(fù)載中各電流相量。解：∵∴課堂練習(xí)：P1164-2-1；4-2-2；4-2-3；4-2-4課后小記：課題16：§4-3負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路§4-4三相電路的功率教學(xué)目的與要求：1、熟練掌握負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路的特征2、掌握負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路計(jì)算方法3、掌握三相電路功率的計(jì)算方法教學(xué)重點(diǎn)：負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路計(jì)算方法授課時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)教學(xué)過(guò)程及內(nèi)容：§4-3負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路一、對(duì)稱△形連接負(fù)載與對(duì)稱三相電源組成的三相電路不管三相電源是Y形連接還是△形連接，只需知道線電壓就行了。1、三個(gè)相電流2、三個(gè)線電流、、與三個(gè)相電流、、的關(guān)系若負(fù)載對(duì)稱，電源對(duì)稱，則三個(gè)相電流、、對(duì)稱，此時(shí)，三個(gè)線電流、、也對(duì)稱。二、其它連接方式的對(duì)稱三相電路，可以根據(jù)星形和三角形的等效互換，化成Y-Y三相電路，然后使用歸結(jié)為一相的計(jì)算方法。例：對(duì)稱Y-△電路中，，對(duì)稱線電壓，求負(fù)載端線電壓和線電流。解：利用Y-△變換將原電路化為Y-Y系統(tǒng)計(jì)算利用Y-△變換化為Y-Y系統(tǒng)，計(jì)算其中一相，寫出另兩相。三、不對(duì)稱三相電路的概念對(duì)稱三相電路的某一條端線斷開，或某一相負(fù)載發(fā)生短路或開路，成為不對(duì)稱三相電路。1.負(fù)載不對(duì)稱，無(wú)中線（開關(guān)打開）①，點(diǎn)和點(diǎn)在相量圖上不重合，中性點(diǎn)位移；②當(dāng)中性點(diǎn)的位移較大時(shí)，造成負(fù)載端相電壓嚴(yán)重不對(duì)稱，使負(fù)載不能正常工作；③負(fù)載變動(dòng)，各相的工作相互關(guān)聯(lián)，互有影響。2.負(fù)載不對(duì)稱，有中線（開關(guān)閉合）①如果，合上開關(guān)，可強(qiáng)使，盡管電路不對(duì)稱，中線可使各相保持獨(dú)立，各相狀態(tài)互不影響，各相可以分別計(jì)算；②因相電流不對(duì)稱，中線電流一般不為零，。例：相序指示器（決定相序的儀器），當(dāng)時(shí)，試說(shuō)明在線電壓對(duì)稱的情況下，根據(jù)兩個(gè)燈泡的亮度確定電源的相序。解：∵相電壓、、是對(duì)稱的∴又，故①若電容所在的那一相設(shè)為相，則燈泡較亮的一相為相，燈泡較暗一相為相；②根據(jù)可直接判斷。§4-4三相電路的功率一、三相負(fù)載所吸收的復(fù)功率等于各相復(fù)功率之和①對(duì)稱三相電路中，②對(duì)稱三相電路的瞬時(shí)功率為一常量，其值等于平均功率。瞬時(shí)功率為常量是對(duì)稱三相制的一個(gè)優(yōu)越性能，稱為瞬時(shí)功率平衡。二、三相功率的測(cè)量①三相三線制電路不論對(duì)稱與否，可使用兩個(gè)功率表測(cè)量三相功率。a,接法：兩個(gè)功率表的電流線圈分別串入任意兩端線中（如線），電壓線圈的非電源端（無(wú)*端）共同接到第三條端線上（線）；b,結(jié)果：兩個(gè)功率表的讀數(shù)的代數(shù)和等于要測(cè)的三相功率，稱為二瓦特表法；c,這種測(cè)量方法中功率表的接線只觸及端線，與負(fù)載和電源的連接方式無(wú)關(guān)?！摺嘤忠?，故有②對(duì)稱三相制電路為負(fù)載的阻抗角，在一定條件下，兩個(gè)功率表之一的讀數(shù)可能為負(fù)，求代數(shù)和時(shí)讀數(shù)亦應(yīng)取負(fù)值。③三相四線制電路三相四線制電路中常用三瓦特表測(cè)量。因，不能用二瓦特表測(cè)量三相功率。例：利用二瓦特表測(cè)量對(duì)稱三相電路的功率，已知對(duì)稱三相負(fù)載吸收的功率為，功率因數(shù)（感性），線電壓為，求上圖中兩個(gè)功率表的讀數(shù)。解：要求功率表的讀數(shù)，只要求出它們相關(guān)聯(lián)的電壓、電流相量?！?感性)∴令，則有，∴課堂練習(xí)：P1244-3-1；4-3-2；4-3-3；P264-4-1；4-4-2；4-4-3作業(yè)：P1294-5；4-9；4-13課后小記：課題17：§5-1互感§6-1串聯(lián)諧振電路教學(xué)目的與要求：1、了解互感現(xiàn)象、掌握同名端的概念2、掌握串聯(lián)諧振電路的特征及有關(guān)計(jì)算方法教學(xué)重點(diǎn)：同名端的概念、串聯(lián)諧振電路的特征授課時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)教學(xué)過(guò)程及內(nèi)容：§5-1互感一、互感1、磁耦合：載流線圈之間通過(guò)彼此的磁場(chǎng)相互聯(lián)系的物理現(xiàn)象?？梢宰C明，(兩個(gè)線圈耦合時(shí)的互感系數(shù))2、兩個(gè)線圈耦合時(shí)的磁通鏈：①磁通鏈與施感電流成線性關(guān)系，是各施感電流獨(dú)立產(chǎn)生的磁通鏈疊加的結(jié)果。②M前“+”號(hào)表示互感磁通與自感磁通方向一致，稱為互感的“增助”作用；“-”號(hào)則相反，表示互感的“削弱”作用。二、同名端：在兩個(gè)耦合的線圈中各取一端子，并用“·”或“*”表示，且當(dāng)一對(duì)施感電流和從同名端流進(jìn)（出）各自的線圈時(shí)，互感起增助作用。a,根據(jù)它們的繞向和相對(duì)位置判斷；P136例5-1b,實(shí)驗(yàn)方法判斷——直流判別法；交流判別法。（P137）§6-1串聯(lián)諧振電路一、串聯(lián)諧振的條件如圖電路中的阻抗為RLC串聯(lián)電路由諧振的一般條件可得出串聯(lián)諧振條件是當(dāng)電路L、C一定時(shí)，有ω0和f0稱為固有角頻率二、串聯(lián)諧振的特點(diǎn)1、電路的阻抗最小由于諧振時(shí)，X=0，所以網(wǎng)絡(luò)的復(fù)阻抗為一實(shí)數(shù)，即2.電感電壓和電容電壓遠(yuǎn)大于端口電壓串聯(lián)諧振時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的感抗和容抗相等，為ρ只與網(wǎng)絡(luò)的L、C有關(guān)，叫做特性阻抗，單位為(Ω)。聯(lián)諧振時(shí)電感電壓和電容電壓的有效值相等，為反相而相互“抵消”，所以網(wǎng)絡(luò)的端口電壓就等于電阻電壓，即Q叫做網(wǎng)絡(luò)的品質(zhì)因數(shù)(與無(wú)功功率Q不要混淆)，只和網(wǎng)絡(luò)R、L、C的參數(shù)有關(guān)。在電子工程中Q值一般在10~500之間。由于Q?1時(shí)，UL0=UC0=QU?U。所以把串聯(lián)諧振又叫電壓諧振。例：串聯(lián)諧振電路中，U=25mV，R=5Ω，L=4mH，C=160pF。求電路的f0、I0、ρ、Q和UC0。解諧振頻率端口電流、特性阻抗、品質(zhì)因數(shù)分別為：課堂練習(xí)：P1516-1-1；6-1-2；6-1-4課后小記：課題18：§6-2并聯(lián)諧振電路§6-4諧振電路的應(yīng)用教學(xué)目的與要求：1、掌握并聯(lián)諧振電路的特征及有關(guān)計(jì)算方法2、了解諧振電路在電子技術(shù)中的應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn)：并聯(lián)諧振電路的特征及有關(guān)計(jì)算方法授課時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)教學(xué)過(guò)程及內(nèi)容：§6-2并聯(lián)諧振電路本節(jié)僅討論實(shí)用中最常見的電感線圈與電容器并聯(lián)的諧振電路。其相量模型如圖所示。線圈的品質(zhì)因數(shù)ＱＬ＝ω0Ｌ/Ｒ。一、并聯(lián)諧振條件由圖(a)可知，電路的導(dǎo)納為二、并聯(lián)諧振的特點(diǎn)1．網(wǎng)絡(luò)的阻抗最大或接近最大并聯(lián)諧振時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)納為實(shí)數(shù)，即由于在電子工程實(shí)際中總能滿足Q?1，ω0很高，ω且在ω0附近變化，故有ωL?R，所以Y0的實(shí)際數(shù)值可認(rèn)為很小，而且Q的值越大，Y0越小。因此，并聯(lián)