第一篇：《電工基礎》教案5

《電工基礎》教案5

《電工基礎》教案5 課題：電阻（R）

教學目的：

1、了解導體中的電阻

2、掌握電阻的特點和性質

3、了解電器中的絕緣電阻

重點、難點：導體電阻的特點和性質及其運用

教學方法：引導、提示、歸納

教學過程：

Ⅰ.組織教學

Ⅱ.導入新授

Ⅲ.示標

Ⅳ.學生自學

圍繞所示目標，閱讀教材，回答下列問題：

1、什么是電阻？

2、電阻的符號？電阻的單位符號？

3、人體的電阻是多少？

4、電器中的絕緣電阻

Ⅴ.疑點講解：

電器中絕緣電阻以及人體的電阻，電阻在電氣中的利和弊。

電阻——電流在導體的流動中所受到的阻力叫電阻或著說對導體中電流流動有阻礙作用的物質叫電阻。符號：R

電阻的單位是歐姆（?）常用的還有兆歐（M?）、千歐（K?）、毫歐（M?）和微歐（u?）

《電工基礎》教案5 1兆歐（M?）=1000千歐（K?）

1千歐（K?）=1000歐（?）

1歐（?）=1000毫歐（m?）

1毫歐（M?）=1000微歐（u?）

測量電阻大小的是歐姆表、萬用表、電橋。

1、單臂電橋

2、雙臂電橋以及兆歐表。

1歐以下的有雙臂電橋，1歐到十歐的用單臂電橋，1歐到1兆歐的用萬用表。兆歐以上的用兆歐表，也叫搖表、高阻表、麥格表等等。

第二篇：5電工基礎第五章教案

黔江職教中心電工基礎教案

第五章正弦交流電

§5－

1、正弦交流電的基本概念

課時一

教學目的

1、了解正弦交流電的產生原理、初步理解正弦交流電表達式形式；

2、熟悉正弦交流電的三要素含義及確定方法

教學重、難點

教學重點：

1、交流電的產生、三要素含義及確定方法

2、兩正弦交流電的相位差物理意義及判定方法電壓表擴大量程的方法和計算。

教學難點：兩正弦交流電的相位差物理意義及判定方法。教學方法：講授法

教學時數：三課時授完。

教

具：黑板、多媒體課件等。教學過程：

I、復習提問：[1]直流電的定義及表示 [2]電磁感應現象

通過回顧電能的應用引入交流電及本節課題-----正弦交流電的產生 II、講授新課：

一、交流電的產生：

1.動手實驗：按圖5-3連接電路，使線圈abcd在勻強磁場中勻速轉動，觀察檢流計的變化情況。

2.提問觀察到的現象。

3.分析實驗現象得出整個線圈的感應電動勢為： eab=Blvsin(?t ? ?0), ecd=Blvsin(?t ? ?0), e = eab=+ecd = 2 Blvsin(?t ? ?0)= Em sin(?t ? ?0)4.結論：發電機產生的電動勢按正弦規律變化，可以向外電路輸送正弦交流電。

5注意：實際電動機的構造比較復雜，線圈的匝數很多，而且嵌在硅鋼片制成的鐵心上，叫做電樞；磁極一般也不止一對，是由電磁鐵構成的。一般多采用旋轉磁極式，即電樞不動，磁極轉動。

二、正弦交流電的周期、頻率和角頻率：

如果電流或電壓的大小及方向都隨時間做周期性變化，則稱之為交流電。分析說明：[1]電流大小及方向均有規律地改變；[2]為周期性變化的電流 周期性信號：指每隔相同的時間重復出現的電壓及電流。[1]周期 周期：完成一個周期性變化所需用的時間，或重復出現的時間叫做周期，用 T表示，單位S。[2] 頻率

頻率：一秒鐘重復出現的次數，符號F，單位HZ。表示: 符號f表示,單位赫茲、千赫茲、兆赫茲

例如，我們家庭用的交流的頻率是50HZ，習慣上稱為工頻，即每秒釧做50 個周期性變化，那么完成一個周期性變化所用的時間是1/50秒，即周期是1/50秒。

周期與頻率的關系：T?1 f[3]角頻率：

分析公式eab=Blvsin(?t ? ?0)

黔江職教中心電工基礎教案

定義：一秒鐘變化的角度，單位rad/s

?即由交流電表達式中角頻率可求出周期。舉例照明電路中正弦交流電周期T=0.02S 周期與角頻率間關系： T?同樣角頻率與頻率之間的關系為：? ?2?2? = 2πf T例題1：已知：正弦交流電流i1=102sin(100πt)A , i2=20sin(100πt + 2π/3)A，分別求出它們的（1）振幅；（2）周期；(3)頻率；（4）畫出它們的波形圖。解：先分析正弦交流電流公式的各部分涵義。（1）從i1=102sin(100πt)A可知

I1m = 102A

?1 = 100πrad/s(2)由? ?2?T可得 T1?2?? ?2?100?s = 0.02s, T2=T1=0.02s 1(3)由f?1T可得 f11?T?1150s f112?T?50s 2(4)波形圖由同學們自己畫出，并與圖5-5對比。Ⅲ、復習小結：

1．回顧正弦交流電是怎樣產生的。

2.說說什么是正弦交流電的周期、頻率和角頻率，它們之間的關系又是怎樣的。Ⅵ、課余作業：課本P206選擇題第1、2題.V、教學后記：

黔江職教中心電工基礎教案

§5－

1、正弦交流電的基本概念

課時二

教學目的

1、加深理解正弦交流電的三要素；

2、認識正弦交流電的相位和相位差。

教學重、難點

教學重點：

1、理解正弦交流電的相位和相位差；

2、兩正弦交流電的相位差物理意義及判定方法。

教學難點：兩正弦交流電的相位差物理意義及判定方法。教學方法：講授法

教學時數：一課時授完。

教

具：黑板、多媒體課件等。教學過程：

I、復習提問：[1] 正弦交流電是怎樣產生的？ [2] 正弦交流電的周期、頻率和角頻率的含義是什么？

通過回顧表達式eab=Emsin(?t ? ?0)，分析正弦交流電的電動勢（電流）的瞬時變化規律：由振幅Em和sin（?t ? ?0）共同決定。（?t ? ?0）表示的是什么呢？ 導入新課：本節課，讓我們共同學習相位及相位差的有關知識。II、講授新課：

一、相位和相位差

1．相位的意義：t時刻線圈平面與中性面之間的夾角為(?t ? ?0)。

2．相位定義：任意一個正弦量y = Asin(?t ? ?0)的中的(?t ? ?0)稱為相位。3．初相位：相位中的?0，稱為初相位，可反映正弦交流電的初始(t=0)的值。4.相位差：兩個同頻率正弦量的相位之差(與時間t無關)。可證明：兩個同頻率正弦量的相位之差等于初相位之差。

設第一個正弦量的初相為 ?01，第二個正弦量的初相為 ?02，則這兩個正弦量的相位差為 ?12 = ?01 ? ?02

并規定 ?12?180? 或 ?12??

兩個正弦量的相位關系的討論：

(1)當 ?12 > 0時，稱第一個正弦量比第二個正弦量的相位越前(或超前)?12；(2)當 ?12 < 0時，稱第一個正弦量比第二個正弦量的相位滯后(或落后)| ?12|；(3)當 ?12 = 0時，稱第一個正弦量與第二個正弦量同相，投影圖7-1(a)所示；

(4)當 ?12 = ? ? 或 ?180?時，稱第一個正弦量與第二個正弦量反相，投影圖7-1(b)所示；

?(5)當 ?12??或 ?90?時，稱第一個正弦量與第二個正弦量正交。

2黔江職教中心電工基礎教案

二、應用舉例：

[1]已知u = 311sin(314t ? 30?)V，I = 5sin(314t ? 60?)A，則u與i的相位差是多少？ 解：相位差

?ui =(?30?)?(? 60?)= ? 90?

即u比i滯后90?，或i比u超前90?。

[2]正弦交流電流 i = 2sin(100?t ? 30?)A，如果交流電流i通過R = 10 ? 的電阻時，電流的最大值、有效值、角頻率、頻率、周期及初相并求電功率P 解： 最大值Im = 2 A 有效值I = 2 ? 0.707 = 1.414 A，? = 100? rad/s f =?/ 2? = 50hz T =1/f=0.02s ?0=30?

在一秒時間內電阻消耗的電能(又叫做平均功率)為P = I

2R = 20 W，（3）教材例題2解析。Ⅲ、復習鞏固：

什么是相位？什么是相位差？正弦交流電與我們熟悉的直流電有什么不同呢？ Ⅳ、課堂小結：

1．正弦交流電相位的意義：發電機t時刻線圈平面與中性面之間的夾角為(?t ? ?0)。2．相位定義：任意一個正弦量y = Asin(?t ? ?0)的中的(?t ? ?0)稱為相位。3．初相位：相位中的?0，稱為初相位，可反映正弦交流電的初始(t=0)的值。4.相位差：兩個同頻率正弦量的相位之差(與時間t無關)。Ⅴ、課余作業：P204填空第1、2題。

黔江職教中心電工基礎教案

§5－

1、正弦交流電的基本概念

課時三

教學目的

1、加深理解正弦交流電的相位和相位差；

2、理解正弦交流電的有效值。

教學重、難點

教學重點：

1、理解正弦交流電的有效值；

2、掌握正弦交流電的有效值與最大值的相互關系。

教學難點：理解正弦交流電的有效值。教學方法：講授法

教學時數：一課時授完。

教

具：黑板、多媒體課件等。教學過程：

I、復習提問：[1] 正弦交流電的瞬時值與哪些因素有關？ [2] 正弦交流電的相位及相位差的含義是什么？

交流電與直流電有著明顯的不同，但是它們又具有相同的做功效果。比如，交流電與直流電都可以將一壺水燒開。我們把交流電與直流電等效的數值稱為交流電的什么呢？這一工我們就來共同學習“交流電的有效值”。II、講授新課：

一、交流電的有效值

1．有效值由來：在電工技術中，有時并不需要知道交流電的瞬時值，而規定一個能夠表征其大小的特定值——有效值，其依據是交流電流和直流電流通過電阻時，電阻都要消耗電能(熱效應)。

設正弦交流電流i(t)在一個周期T時間內，使一電阻R消耗的電能為QR，另有一相應的直流電流I在時間T內也使該電阻R消耗相同的電能，即QR = I2RT。

就平均對電阻作功的能力來說，這兩個電流(i與I)是等效的，則該直流電流I的數值可以表示交流電流i(t)的大小，于是把這一特定的數值I稱為交流電流的有效值。

2.有效值定義：

相同時間內讓一直流電和交流電通過同一段電阻，若產生的熱量相同，則把該直流電大小稱為該交流電的有效值。

3.有效值與最大值間關系：

理論與實驗均可證明，正弦交流電流i的有效值I等于其振幅(最大值)Im的0.707倍，即

II?m?0.707Im

2U?Um2Em2?0.707Um

E??0.707Em

4.通常所說的交流電的電流、電壓、電動勢的值，不作特殊說明都是指有效值，如市電電壓是220V，是指其有效值為220V；交流電流表、電壓表上的刻度指示數值都是指有效值。

5.在選擇電器的耐壓值，必須考慮電壓的最大值。例如，耐壓為220V的電容器就不能接到有效值為220V的交流電路上，因為電壓的有效值為220v時，電壓的最大值

Um=2U=1.414×220V = 311V

黔江職教中心電工基礎教案

會使電容器因擊穿而損壞。

二、例題分析：一個正弦交流電流在t=0時刻，它的瞬時值i（0）=1A，其初相?0=6?，試求它的有效值。

解：設正弦交流電的瞬時值的表達式為：

i(t)= Imsin(?t ? ?i0)將t=0、i(0)=

1、??0=6代入上式，得到

i(0)= I??msin(?×0 ? 6)= Imsin(6)= 1A 則

Im = 2A 再根據有效值與最大值的關系，求出有效值為

I?Im2?0.707Im≈1.414A Ⅲ、課堂小結：

1． 交流電的有效值； 2． 交流電的最大值；

3． 交流電的有效值與最大值的關系。

Ⅵ、課余作業：課本P204填空3、4題。V、教學后記：

第五章

正弦交流電

§5－

2、旋轉矢量

課時一

教學目的

黔江職教中心電工基礎教案

1、熟悉正弦交流的瞬時值表達式及波形圖的表示方法；

2、理解正弦交流的旋轉矢量的表示方法； 教學重、難點

教學重點：正弦交流的瞬時值表達式及波形圖的表示方法 教學難點：波形圖的表示方法，旋轉矢量的表示方法 教學方法：講授法

教學時數：兩課時授完。

教

具：黑板、多媒體課件等。教學過程：

I、復習提問：[1]正弦交流電的三要素及判定方法；

[2]相位差的定義及相關物理意義。

由正弦交流電的表示最常見解析式及波形圖方法引入課題--正弦交流電的表示方法 II、講授新課：

一、正弦交流電的解析式表示法

定義：用三角函數式表示正弦交流電隨時間變化規律的方法。例：正弦交流電動勢、電流及電壓解析式：

e = Emsin(?t ? ?e)u = Umsin(?t ? ?u)i = Imsin(?t ? ?i)

引導學生理解解析式中各符號的物理含義。

二、波形圖表示方法

說明正弦交流電可在實驗室用波形圖觀察到，將其在建立的直角坐標系中直觀畫出隨時間變化的曲線，這種用正弦波形圖表示正弦交流電的方法，稱為波形圖方法。

畫法：以熟悉的初相為0的正弦函數a(t)= Amsin?t 的波形為參照,根據所需表示的正弦交流電的初相判定超前或滯后關系，將波形起始點前移或后移相應角度，結合最大（有效）值調整幅值，并按波形的自然趨勢補充完整。

結合上例u = 311sin(314t ? 45?)V，i = 4sin(314t ? 90?)分別畫出相應波形圖。[略] 兩種表示方法比較：均為直觀表示法，簡單明了反映正弦交流電的三要素，及任一時刻的瞬時值。

缺點：難以實現加減及乘除的運算。

三、矢量圖表示方法：

[1]旋轉矢量表示方法：結合圖4-11投影或教材配套多媒體光盤“旋轉矢量”演示。

說明：[1]矢量長度正比于最大值；[2]矢量初始夾角為正弦量的初相；[3]矢量以角速度?沿逆時針方向勻速轉動；[4]旋轉矢量在縱軸上的投影即為相應時刻的瞬時值。

小結：旋轉矢量能體現正弦交流電的三要素，又能反映正弦量的瞬時值，是一種間接完整表示正弦交流電的方法。[2]正弦量的矢量圖表示方法：

定義：用初始位置的矢量來表示正弦量：矢量的長度與正弦量的最大值或有效值成正比；矢量與橫軸正方向的夾角等于初相。這種表示方法稱正弦量的相量圖表示方法。例如，用矢量圖表示e = Emsin(?t ? ?e)

黔江職教中心電工基礎教案

矢量長度=E m 矢量與橫軸夾角=初相位?0.矢量以角速度?1按逆時針方向旋

說明1.表示正弦量的的矢量稱為相量；

2.表示是大寫電壓、電流字母上加黑點； 3.分最大值相量、有效值相量；

4.把同頻率的幾個正弦量，在同一坐標系中用相量表示的圖。Ⅲ、課堂小結：

1．正弦交流電的解析式表示法； 2．交流電的最大值；

3．交流電的有效值與最大值的關系。

Ⅵ、課余作業：課本P204填空5題。V、教學后記：

黔江職教中心電工基礎教案

第五章

正弦交流電

§5－

2、旋轉矢量

課時二

教學目的

1、鞏固正弦交流的瞬時值表達式及波形圖的表示方法；

2、鞏固正弦交流的旋轉矢量的表示方法；

3、掌握正弦交流的有效值相量圖及運算方法。教學重、難點

教學重點：正弦交流的有效值相量圖及運算方法 教學難點：正弦交流的有效值相量圖及運算方法 教學方法：講授法

教

具：黑板、多媒體課件等。教學過程：

I、復習提問：[1]怎樣畫出交流電的波形圖？

[2]如何畫出交流電的旋轉矢量圖？

我們該怎樣利用正弦交流電的旋轉矢量圖對同頻率的正弦量進行加減運算呢？ II、講授新課 相量的運算：

相量圖表示的意義：采用相量圖表示正弦量，繁瑣的三角函數加、減運算可轉化為簡便、直觀的矢量的幾何運算

說明：[1]該方法局限于同頻率正弦量的求和、差運算，不能用于不同頻率的運算。

[2]矢量的和、差運算遵循矢量的平行四邊形法則。[3]運算過程中同頻率，即頻率不變原則。應用舉例：

OO兩正弦電壓u1(t)= 311sin(100πt ? 60)V，u2(t)= 141sin(100πt60)A,試用相量法求兩電流之和i1+i2及差i1-i2。仿照練習：

一正弦電壓u = 311sin(314t ? 30?)V，電流i = 4.24sin(314t ? 45?)A用有效值相量表示。

??U/?u 解：(1)正弦電壓u的有效值為U = 0.7071 ? 311 = 220 V，初相 ?u = 30?，所以它的相量為U= 220/30? V(2)正弦電流i的有效值為I = 0.7071 ? 4.24 = 3 A，初相?i = ?45?，所以它的相量為I=I/?i = 3/?45? A 例題分析：

[2]把下列正弦相量用三角函數的瞬時值表達式表示，設角頻率均為?：

??5/60? A ??120/?37? V ；(2)I(1)U解: u =1202sin(? t ? 37?)V，i = 52sin(? t + 60?)A

[3]已知 i1 =32sin(? t ? 30?)A，i2 = 42sin(? t ? 60?)A。

黔江職教中心電工基礎教案

試求：i1 ? i2 解: 首先用復數相量表示正弦量i1、i2。解題過程 ：[略] [2]練習畫出上題中兩電流的波形圖。Ⅲ、課堂小結：

正弦交流電常見直觀表示方法有波形圖和解析式的方法，這兩種由于直觀明了，常見于電路定性分析中；而矢量圖及相量表示法由于作圖計算的方便性，常用于輔助計算，但精確度不高。幾種方法的綜合使用，為我們分析交流電路提供了良好的工具。Ⅵ、課余作業： P206判斷第1,2,3題。V、教學后記：

黔江職教中心電工基礎教案

第五章

正弦交流電

§5－

3、純電阻電路

教學目的

1.掌握純電阻元件的正弦交流電路的組成；

2.掌握純電阻元件的正弦交流電路的電壓電流關系； 3.掌握純電阻元件的正弦交流電路的功率。

教學重、難點

教學重點： 1.純電阻元件的正弦交流電路的電壓電流關系；

2.純電阻元件的正弦交流電路的功率。

教學難點：純電阻元件的正弦交流電路的電壓電流關系； 教學方法：講授法

教學時數：一課時授完。

教

具：黑板、多媒體課件等。教學過程：

I、導入新課：請列舉我們家中電阻性質的負載，你知道這種性質的電器工作時電路中的電流與電壓之間的關系吧？這節課讓我們一起探究純電阻電路的有關知識。II、講授新課：

什么是純電阻電路？只含有電阻元件的交流電路叫做純電阻電路，如含有白熾燈、電爐、電烙鐵等電路。

一、電壓、電流的間數量關系

1．動手：實際探究電壓、電流的間數量關系。

2．實驗現象：從電流表、電壓表的讀數看出，電壓有效值與電流有效值之間成正比，比值等于電阻的阻值。

3．得出結論：純電阻電路中 ,電流最大值與電壓最大值之間的關系服從歐姆定律。設加在電阻R上的正弦交流電壓瞬時值為u = Umsin(? t)，則通過該電阻的電流瞬時值為

i?uUm?sin(?t)?Imsin(?t)RR其中

Im?Um R由于純電阻電路中正弦交流電壓和電流的振幅值之間滿足歐姆定律，因此把等式兩邊同時除以2，即得到有效值關系，即

U 或 U?RI R這說明，正弦交流電壓和電流的有效值之間也滿足歐姆定律。I?

二、電壓、電流間相位關系

1．動手：實際探究電壓、電流間相位關系。

2．實驗現象：電流表和電壓表的指針同時到達左邊最大值，同時回到零值，又同時到達右邊最大值，即電流表與電壓表同步擺動。

3．得出結論：電阻與電壓、電流的瞬時值之間的關系服從歐姆定律。設加在電阻R上的正弦交流電壓瞬時值為u = Umsin(? t)則流過電阻的電流則為

i=imsin(? t)

黔江職教中心電工基礎教案

電阻的兩端電壓u與通過它的電流i同相。公式表示純電阻電路中電流電壓關系：

i?

三、純電阻電路的功率 1.瞬時功率

P=ui

若 i=Im sin(? t)則R兩端的電壓為

uR=Um sin(? t)

代入則有

uR R

P=ui= Um sin(? t)Im sin(? t)= UmIm sin(? t)=UI-UIcos2(? t)作圖分析，得出結論：瞬時功率的大小作周期性變化，變化的頻率是電流或電壓的兩倍，電流、電壓同相，功率P≥0，其中最大值是2UI，最小值是零。2．平均功率

瞬時功率在一個周期內的平均功率稱為平均功率，用大寫字母P表示，則有

P=UI=RI=U R式中U——R兩端電壓有效值，符號為V;I——R流過電阻的電流有效值，單位是安，符號為A；

R——用電器的電阻值，單位是歐，符號為?； P——電阻R消耗的電功率，單位是瓦，符號為W。

電阻是耗能元件，電阻消耗電能說明電流做了功，從做功的角度講又把平均功率叫做有功功率。

結論：

（1）純電阻交流電路中，電流和電壓同相位。

（2）電壓與電流的最大值、有效值和瞬時值之間都服從歐姆定律。（3）有功功率等于電流有效值與電阻兩端電壓的有效值之積。

【例題】在純電阻電路中，已知電阻R = 44 ?，交流電壓u = 311sin(314t + 30?)V，求通過該電阻的電流大小？并寫出電流的解析式。

7.07u?5A 解：解析式 i??7.071sin(314t + 30?)A，大小(有效值)為I?R2Ⅲ、課堂小結：

1.純電阻交流電路中，電流和電壓同相位。

2.電壓與電流的最大值、有效值和瞬時值之間都服從歐姆定律。3.有功功率等于電流有效值與電阻兩端電壓的有效值之積。Ⅵ、課余作業：課本P126小練習1、2、3題。V、教學后記：

222黔江職教中心電工基礎教案

第五章正弦交流電

§5－

4、純電感電路

教學目的

1.掌握純電感電路電壓與電流的關系及旋轉矢量圖。

2.掌握感抗、有功功率與無功功率的概念及計算方法。

教學重、難點

教學重點：1.純電感元件的正弦交流電路的電壓電流關系；

2.純電感元件的正弦交流電路的功率。教學難點：1.純電感元件的正弦交流電路的電壓電流關系；

2.感抗的概念；

教學方法：講授法

教學時數：2課時授完（只講授第一課時）。教

具：黑板、多媒體課件等。教學過程：

I、復習提問：[1]直流電的定義及表示 [2]電磁感應現象

通過回顧電能的應用引入交流電及本節課題--正弦交流電的產生 II、講授新課：

一、電感對交流電的阻礙作用

1．感抗的概念

反映電感對交流電流阻礙作用程度的參數叫做感抗

2．感抗的因素

純電感電路中通過正弦交流電流的時候，所呈現的感抗為

XL=?L=2?fL

式中，自感系數L的國際單位制是亨利(H)，常用的單位還有毫亨(mH)、微亨(?H)，納亨(nH)等，它們與H的換算關系為 mH = 10?3 H，1 ?H = 10?6 H，1 nH = 10?9 H。

如果線圈中不含有導磁介質，則叫作空心電感或線性電感，線性電感L在電路中是一常數，與外加電壓或通電電流無關。

如果線圈中含有導磁介質時，則電感L將不是常數，而是與外加電壓或通電電流有關的量，這樣的電感叫做非線性電感，例如鐵心電感。

3．線圈在電路中的作用

用于“通直流、阻交流”的電感線圈叫做低頻扼流圈，用于“通低頻、阻高頻”的電感線圈叫做高頻扼流圈。

二、電感電流與電壓的關系 1．電感電流與電壓的大小關系

電感電流與電壓的大小關系為

黔江職教中心電工基礎教案

I?U XL顯然，感抗與電阻的單位相同，都是歐姆(?)。

2．電感電流與電壓的相位關系

電感電壓比電流超前90?(或 ?/2)，即電感電流比電壓滯后90?，如圖8-2所示。

【例8-2】 已知一電感L = 80 mH，外加電壓uL = 502sin(314t ? 65?)V。試求：(1)感抗XL，(2)電感中的電流IL，(3)電流瞬時值iL。

解：(1)電路中的感抗為

XL = ?L = 314 ? 0.08 ? 25 ?

(2)

IUL50L?X??2A L25(3)電感電流iL比電壓uL滯后90°，則

iL?22sin(314t?25?)A

Ⅲ、課堂小結：

1.電感電流與電壓的大小關系；

2.電感電流與電壓的相位關系。

Ⅵ、課余作業：課本P116小練習1、2.V、教學后記：

黔江職教中心電工基礎教案

第五章正弦交流電

§5－

5、純電容電路

教學目的

1.掌握純電容電路電容元件的電壓與電流關系及旋轉矢量圖。

2.掌握純電容抗、有功功率及無功功率。

教學重、難點

教學重點： 1.純電容元件的正弦交流電路的電壓電流關系；

2.純電容元件的正弦交流電路的功率。

教學難點：純電容元件的正弦交流電路的電壓電流關系； 教學方法：講授法

教學時數：一課時授完。

教

具：黑板、多媒體課件等。教學過程：

I、復習提問：[1]直流電的定義及表示 [2]電磁感應現象

通過回顧電能的應用引入交流電及本節課題--正弦交流電的產生 II、講授新課：

一、電容對交流電的阻礙作用

1．容抗的概念

反映電容對交流電流阻礙作用程度的參數叫做容抗。容抗按下式計算

11XL??

?C2?fC容抗和電阻、電感的單位一樣，也是歐姆(?)。

2．電容在電路中的作用

在電路中，用于“通交流、隔直流”的電容叫做隔直電容器；用于“通高頻、阻低頻”將高頻電流成分濾除的電容叫做高頻旁路電容器。

二、電流與電壓的關系

1． 電容電流與電壓的大小關系

動手實驗探究純電容電路中電流與電壓的關系

電容電流與電壓的大小關系為

UI?

XC2． 電容電流與電壓的相位關系

動手實驗探究純電容電路中電流與電壓的關系

電容電流比電壓超前90?(或 ?/2)，即電容電壓比電流滯后90?，如圖8-3所示。

黔江職教中心電工基礎教案

圖 設電容器兩端電壓為

電容電壓與電流的波形圖與相量圖

Uc=Umsin(? t)則電路中的電流為

i= Umsin(? t)

三、純電容電路的功率

1.瞬時功率

純電容電路的瞬時功率等于電壓瞬時值與電流瞬時值之積，即

P=ui= Umsin(? t)Umsin(? t)=2U sin(? t)×2Icos(? t)=UIsin 2(? t)結論：純野心家電路的瞬時功率P是隨時間按正弦規律變化的，它的頻率為電流或電壓頻率的2倍，振幅為UI，從圖中不能發現，純電容電路的有功功率為零。說明純電容電路不消耗電能。

2.無功功率

同純電感電路相似，雖然純電容電路不消耗能量，但是電容器和電源之間進行著能量的交換。為了表示電容器與電源能量交換的多少，把瞬時功率的最大值叫做電容器的無功功率，即

Qc = UcI 式中Uc——電容器兩端電壓有效值，I——電路中電流有效值；

Qc——容性無功功率，單位是乏，符號為 var。容性無功功率的公式還常寫成

Qc = UcXc=XcI

【例題】已知一電容C = 127 ?F，外加正弦交流電壓uC?202sin(314t?20?)V，試求：(1)容抗XC；(2)電流大小IC；(3)電流瞬時值iC。

1解：(1)XC??25?

?CU20??0.8A(2)IC?XC25(3)電容電流比電壓超前90?，則iC?0.82sin(314t?110?)A Ⅲ、課堂小結：

1． 電容電流與電壓的大小關系； 2． 電容電流與電壓的相位關系； 3． 純電容電路的功率。

Ⅵ、課余作業：課本P116小練習1、2.V、教學后記：

22黔江職教中心電工基礎教案

第五章

正弦交流電

§5－

6、RL串聯電路

教學目的

1.掌握RL串聯電路的分析方法。

2.掌握RL串聯電路中的阻抗及電壓三角形和阻抗三角形的概念。

教學重、難點

教學重點：掌握RL串聯電路的分析方法。

教學難點：掌握RL串聯電路中的阻抗及電壓三角形和阻抗三角形的概念。教學方法：講授法

教學時數：兩課時授完（第一課時）。教

具：黑板、多媒體課件等。教學過程： I、導入新課：請同學們在實驗中測量日光燈電源電壓、鎮流器電壓和燈管兩端電壓。為什么U≠UR+UL呢？你對日光燈這種電路了解嗎？本節課讓我們共同學習RL串聯電路。II、講授新課：

一、RL串聯電路電壓間的關系

由于純電阻電路中電壓與電流同相，純電感電路中電壓的相位超前電流2，又因為串聯電路電流處處相同，所以RL串聯電路各電壓間相位不相同，電流與總電壓的相位也不相同。

電阻與電壓、電流的瞬時值之間的關系服從歐姆定律。設加在電阻R上的正弦電流瞬時值為

?i?Imsin(?t)

則電阻兩端的電壓為

uR=URmsin（? t）電感線圈兩端電壓u為

UL= ULsin(? t＋?)2電路的總電壓為

u=uR+uL

作出矢量圖，三者構成直角三角形，叫做電壓三角形，可以得到電壓 間的數量關系

U2=U2R+ U2L

黔江職教中心電工基礎教案

LgR總電壓的相位超前電流 ??arctU

U從電壓三角形中，還可以得到總電壓與各部分電壓之間的關系

UR=Ucos?

UL=Usin?

二、RL串聯電路的阻抗

在電阻、電感串聯電路中，電阻兩端電壓UR=RI,電感兩端電壓UL=XLI,將它們代入（5-20）中整理后得

I=

UR2?X2?ULZ

電路的阻抗

Z?R2?X2L

電壓 與電流的相位差

??arctaxlR n?的大小只與電路參數R、L和電源頻率有關，與電壓、電流的大小無關。

由阻抗三角形還可以得到電阻、感抗與阻抗的關系式：

R=Zcos?

XL=Zsin?

Ⅲ、課堂小結：

1． RL串聯電路的總電壓與R和L的電壓有著怎樣的關系； 2． RL串聯電路的阻抗與R的電阻和L的感抗有著怎樣的關系； Ⅵ、課余作業：課本P142小練習第1題 V、教學后記：

黔江職教中心電工基礎教案

第五章

正弦交流電

§5－

7、RC串聯電路

教學目的

1.理解RC串聯電路的分析方法。

2.掌握RC串聯電路中的阻抗及電壓三角形和阻抗三角形的概念。

教學重、難點

教學重點：掌握RC串聯電路的分析方法。

教學難點：掌握RC串聯電路中的阻抗及電壓三角形和阻抗三角形的概念。教學方法：講授法

教學時數：一課時授完。

教

具：黑板、多媒體課件等。教學過程：

導入新課：在電子技術中，經常會見到電阻與電容的串聯電路，比如，阻容耦合放大器、RC振蕩器、RC移相電路等，你對這種電路了解嗎？本節課讓我們共同認識RC串聯電路。II、講授新課：

一、RC串聯電路電壓間的關系

由于純電阻電路中電壓與電流同相，電容兩端電壓的相位滯后電流，又因為串聯電路電流處處相同，所以RC串聯電路各電壓間相位不相同，電流與總電壓的相位也不相同。

電阻與電壓、電流的瞬時值之間的關系服從歐姆定律。設加在電阻R上的正弦電流瞬時值為

?2i?Imsin(?t)

則電阻兩端的電壓為

uR=URmsin（? t）電感線圈兩端電壓u為

uc=Ucsin(? t-?)2 則電路總電壓瞬時值應是各元件上電壓瞬時值之和，即

u=uR+uc

黔江職教中心電工基礎教案

作出矢量圖，三者構成直角三角形，叫做電壓三角形，可以得到電壓 間的數量關系

U2=U2R+ U2c

LgR總電壓的相位超前電流 ??arctU

U從電壓三角形中，還可以得到總電壓與各部分電壓之間的關系

UR=Ucos?

Uc=Usin?

二、RL串聯電路的阻抗

在電阻、電感串聯電路中，電阻兩端電壓UR=RI,電感兩端電壓UL=XCI,將它們代入（5-20）中整理后得

I=

UR2?X2?UCZ

電路的阻抗

Z?R2?X2C

電壓 與電流的相位差

??arctaXnCR

?的大小只與電路參數R、L和電源頻率有關，與電壓、電流的大小無關。

由阻抗三角形還可以得到電阻、容抗與阻抗的關系式：

R=Zcos?

XC=Zsin?

Ⅲ、課堂小結：

3． RC串聯電路的總電壓與R和C的電壓有著怎樣的關系； 4． RC串聯電路的阻抗與R的電阻和C容抗有著怎樣的關系； Ⅵ、課余作業：課本P142小練習第1題 V、教學后記：

第三篇：電工基礎教案

課題1－3電阻

教學目標了解電阻的概念和電阻與溫度的關系，掌握電阻定律。

教學重點電阻定律

教學難點R與U、I無關；溫度對導體電阻的影響。

教學過程及內容

一． 組織教學準備教案，檢查出勤情況

二．復習提問

1、什么是電流？

2、電流的計算公式

三．新課講解

第三節 電阻

一、電阻

1．導體對電流所呈現出的阻礙作用。不僅金屬導體有電阻，其他物體也有電阻。

2．導體電阻是由它本身的物理條件決定的。

例：金屬導體，它的電阻由它的長短、粗細、材料的性質和溫度決定。

3．電阻定律：在保持溫度不變的條件下，導體的電阻跟導體的長度成正比，跟導體的橫截面積成反比，并與導體的材料性質有關。

R?????l? S

4． 結論：電阻率的大小反映材料導電性能的好壞，電阻率愈大，導電性能愈差。

導體：??＜?10-6 ??m

絕緣體：??＞?107???m

半導體：10-6???m?＜?? ＜?107???m

二、電阻與溫度的關系

1．溫度對導體電阻的影響：

(1)溫度升高，自由電子移動受到的阻礙增加；

(2)溫度升高，使物質中帶電質點數目增多，更易導電。隨著溫度的升高，導體的電阻是增大還是減小，看哪一種因素的作用占主要地位。

2．一般金屬導體，溫度升高，其電阻增大。少數合金電阻，幾乎不受溫度影響，用于制造標準電阻器。

3．超導現象：在極低溫（接近于熱力學零度）狀態下，有些金屬（一些合金和金屬的化合物）電阻突然變為零，這種現象叫超導現象。

ο4．電阻的溫度系數：溫度每升高1C時，電阻所變動的數值與原來電阻值的比。若溫

度為t1時，導體電阻為R1，溫度為t2時，導體電阻為R2，則

????

即 R2?R1 R1(t2?t1)

R2???R1 [?1?????(?t2???t1?)?]

οο例：一漆包線（銅線）繞成的線圈，15C時阻值為20??，問30C時此線圈的阻值R

為多少？

四．課堂練習

五．課堂小結

六．布置作業 教材習題第4大題第(3)題。

第四篇：電工基礎教案

第8章 線性電路中的過渡過程 8.1 換路定律與初始條件

各位評委：

大家下午好！今天我說課的題目是《換路定律與初始條件》，我將從教材分析，教學目標、教學重難點、教學策略、教學程序等方面對本節課進行闡述。

一、教材分析

（一）本節內容在教材中的地位和作用

《換路定律與初始條件》是高等職業技術教育電子電工類職業規劃教材《電工基礎》第八章第一節的內容，是本章的重點內容。本節內容是在學習了線性電路在直流、正弦交流電路的基礎上而編排的，是信號在激勵源作用下的穩態響應過程。在實際的應用電路中，由于L、C元件的儲能與放能過程是漸變過程，其上的電流、電壓是微分、積分關系，所以電路的工作狀態處于動態過程。可見，電路的穩態是電路工作的全過程的一個階段。本節課結合以前所學的基爾霍夫電流、電壓定律以及元件VAR的特點，應用歐姆定律，求解動態電路的全過程，既是對以前所學知識和方法的綜合運用，又為以后學習動態電路全響應奠定基礎。本節求解動態電路全過程是以時間t為自變量，即在時域內進行，故稱為時域分析。此外，線性電路過渡過程還與人們的生產技術、科學研究有密切的聯系。因此，學習這節課還具有廣泛的現實意義。

（二）教學內容

本節課的教學內容包括：過渡過程的概念、換路定律、初始條件的概念以及拓展和應用。

二、教學目標

根據大綱要求及學生的認知特點，特制定以下教學目標

1、知識目標

（1）掌握過渡過程的概念。

(2)能運用換路定律來解決相關的一階電路響應。

2、能力目標

（1）提高學生的理論推導能力及自學能力。（2）培養學生的邏輯思維能力。

3、情感目標

通過學生在學習過程中的互助、合作，培養學生的團結協作意識，充分發揮學生的主觀能動性。

三、教學重點、難點 本節重點：

1、過渡過程概念的理解

2、理解換路定律會計算初始值 本節難點：

l、電感電路的換路定律

2、電容電路的換路定律。

【設計意圖】只有掌握了過渡過程概念，才能為以后電路的分析、計算奠定基礎，因此將其確定為本節課的重點。由于學生的邏輯思維能力還不是很強，對換路定律的理解及以后電路的分析有一定的難度，因此將此確定為難點。

四、教學策略

（一）學情分析

進入大學的學生已在高中學了三年的物理，對電學知識，尤其是對直流電路分析有了初步的了解，也同時具備了一定的理論推導能力。但是，由于學生的基礎知識普遍較差，而且認知層次不盡相同。

（二）學法指導

知識是認識主體，是學生主動建構的。學生不是把知識從外界搬進大腦中，而是通過與外界的相互作用來獲取，建構新知識。根據本節課的特點，讓學生通過小組合作的方式，在教師的引導下，積極動手，互幫互助，綜合運用以前所學知識進行理論推導新知識，并將新知識進行拓展運用，充分調動學生學習的積極性，引導學生主動建構新知識。

（三）教學方法

本節課我綜合運用趣味教學法、直觀教學法、演示法、啟發教學等教學法，讓學生更好的理解和掌握本節課知識。

【設計意圖】通過創設情景演示實驗、動手操作、理論推導、拓展運用等探究性活動，引發學生對電路設計的好奇心，鼓勵他們進行思考，培養他們的創新精神及自主學習能力。

五、教學過程

根據本節課的內容特點，我把本節課分為：激趣導入（5分鐘）、探求新知（17分鐘）、難點突破（8分鐘）、課堂鞏固（8分鐘）、課堂小結（5分鐘）、作業布置（2分鐘）六個環節來進行課堂教學。

（一）激趣導入

通過一個簡單的實驗現象的對比，直觀形象的引出本節課的課題——“過渡過程”，導入新課。同時，讓學生梳理一下直流電路的知識。

【設計意圖】通過實驗演示，激發學生的學習興趣和求知欲，調動學生的積極性，直觀形象的引入本課。通過知識的梳理，為接下來的新知識的學習做好準備。

（二）探求新知

探求新知著重于培養學生運用所學知識分析、解決實際問題的能力。著重于提高學生對知識分析，歸納，總結的能力，著重于提高學生的自學能力。

第五篇：《電工基礎》電子教案

湖南鐵道職業技術學院 《電工基礎》電子教案

第1章電路的基本概念與基本定律 1．1 電路和電路模型

1.2 電路的基本物理量及相互關系 1．3 電阻、電容、電感元件及其特性 1.4 電路中的獨立電源 1.5 基爾霍夫定律

1．6 電阻、電感、電容元件的識別與應用 1．1 電路和電路模型

案例1．１ 手電筒電路是大家所熟悉的一種用來照明的最簡單的用電器具，如圖1.1所示。

它由四部分組成：

(1)干電池，它將化學能轉換為電能；(2)小電珠，它將電能轉換為光能；

(3)開關，通過它的閉合與斷開，能夠控制小電珠的發光情況；(4)金屬容器、卷線連接器，它相當于傳輸電能的金屬導線，提供了手電筒中其它元件之間的連接 1．1．1 電路

電路是由若干電氣設備或元器件按一定方式用導線聯接而成的電流通路。通常由電源、負載及中間環節等三部分組成。

電源是將其它形式的能量轉換為電能的裝臵，如發電機、干電池、蓄電池等。

負載是取用電能的裝臵，通常也稱為用電器，如白熾燈、電爐、電視機、電動機等。中間環節是傳輸、控制電能的裝臵，如連接導線、變壓器、開關、保護電器等。

實際電路的結構形式多種多樣，但就其功能而言，可以劃分為電力電路（強電電路）、電子電路（弱電電路）兩大類。

電力電路主要是實現電能的傳輸和轉換。電子電路主要是實現信號的傳遞和處理。1．1．2電路模型 1．電路模型

由電路元件構成的電路，稱為電路模型。電路元件一般用理想電路元件代替，并用國標規定的圖形符號及文字符號表示。

2．電路元件

為了便于對電路進行分析和計算，將實際元器件近似化、理想化，使每一種元器件只集中表現一種主要的電或磁的性能，這種理想化元器件就是實際元器件的模型。

理想化元器件簡稱電路元件。

實際元器件可用一種或幾種電路元件的組合來近似地表示。1.2 電路的基本物理量及相互關系 1． 電流

（1）電流的大小 電荷的有規則的定向運動就形成了電流。

長期以來，人們習慣規定以正電荷運動的方向作為電流的實際方向。電流的大小用電流強度（簡稱電流）來表示。電流強度

i?dQdt在數值上等于單位時間內通過導線某一截面的電荷量，用符號i表示。則：

式中dQ為時間dt內通過導線某一截面的電荷量。大小和方向都不隨時間變化的電流稱為恒定電流，簡稱直流電流，采用大寫字母I表示，則

I?Qt電流的單位是安培（簡稱安），用符號A表示。

（2）電流的實際方向與參考方向

電流不但有大小，而且還有方向。在簡單電路中，如圖1．3所示，可以直接判斷電流的方向。即在電源內部電流由負極流向正極，而在電源外部電流則由正極流向負極，以形成一閉合回路。

為了分析、計算的需要，引入了電流的參考方向。

在電路分析中，任意選定一個方向作為電流的方向，這個方向就稱為電流的參考方向，有時又稱為電流的正方向。當電流的參考方向與實際方向相同時，電流為正值。反之，若電流的參考方向與實際方向相反，則電流為負值。這樣，電流的值就有正有負，它是一個代數量，其正負可以反映電流的實際方向與參考方向的關系。

電流的參考方向一般用實線箭頭表示，如圖1．5（a）表示；也可以用雙下標表示，如圖1．5（b），其中，Iab表示電流的參考方向是由a點指向b點。

2、電壓

（1）電壓的大小

電路中a、b兩點間電壓，在數值上等于將單位正電荷從電路中a點移到電路中b點時電場力所作的功，用uab表示，則：

uab?dWabdQ并規定：電壓的方向為電場力作功使正電荷移動的方向。

大小和方向都不隨時間變化的電壓稱為恒定電壓，簡稱直流電壓，采用大寫字母U表示，如a、b兩點間的直流電壓為：

Uab?WabQ電壓的單位為伏特（V），常用的單位為千伏（KV）、毫伏（mV）、微伏（μV）。

（2）電壓的實際方向與參考方向

分析、計算電路時，也要預先設定電壓的參考方向。當電壓的參考方向與實際方向相同時，電壓為正值，當電壓的參考方向與實際方向相反時，電壓為負值。電壓的參考方向既可以用正（+）、負（-）極性表示，如圖1．6（a），正極性指向負極性的方向就是電壓的參考方向；也可以用雙下標表示，如圖1．6（b），其中，uab表示a、b兩點間的電壓參考方向由a指向b。

（3）關聯參考方向與非關聯參考方向 如果電流的參考方向與電壓的參考方向一致，則稱之為關聯參考方向；

如果電流的參考方向與電壓的參考方向不一致，則稱之為非關聯參考方向。3．電功率與電能

單位時間內電場力所作的功稱為電功率，簡稱為功率。

P??QU??UIt用上式計算電路吸收的功率時，若電壓、電流的參考方向關聯，則等式的右邊取正號；否則取負號。當P>0，表明元件吸收功率；當P<0，表明該元件釋放功率。

電能就等于電場力所作的功，單位是焦耳（J）。

Ｗ＝Pt

例1．1圖1．9中，用方框代表某一電路元件，其電壓、電流如圖中所示，求圖中各元件吸收的功率，并說明該元件實際上是吸收還是發出率？

解：（1）電壓、電流的參考方向關聯，元件吸收的功率

P= UI= 5×3 = 15W＞0 元件實際上是吸收功率。

（2）電壓、電流的參考方向非關聯，元件吸收的功率

P=-UI=-5×3 =-15W＜0 元件實際上是發出功率。

（3）電壓、電流的參考方向關聯，元件吸收的功率

P= UI=（-5）×3 =-15W＜0 元件實際上是發出功率。

（4）電壓、電流的參考方向非關聯，元件吸收的功率

P=-UI=-（-5）×3 = 15W＞0 元件實際上是吸收功率。

1．3 電阻、電容、電感元件及其特性

案例1．２單相異步電動機屬于感性負載，它常用于功率不大的電動工具（如電鉆、攪拌器等）和眾多的家用電器（如洗衣機、電風扇、抽油煙機等），圖1.１１是吊扇的電氣原理圖。其中，LA、LB分別是單相異步電動機（M）的工作繞組、起動繞組；電容C是起動電容，它與起動繞組LB串聯；S是開關；電感L是調速電抗器。二端元件：分為無源元件和有源元件。

1．3．1 電阻元件及歐姆定律 1．電阻元件的圖形、文字符號

電阻器通常就叫電阻，在電路圖中用字母“R”或“r”表示。電阻器的SI（國際單位制）單位是歐姆，簡稱歐，通常用符號“Ω”表示。

電阻元件是從實際電阻器抽象出來的理想化模型，是代表電路中消耗電能這一物理現象的理想二端元件。

電阻元件的倒數稱為電導，用字母G表示，即

G?1R電導的SI單位為西門子，簡稱西，通常用符號“S”表示。2．電阻元件的特性

電阻元件的伏安特性，可以用電流為橫坐標，電壓為縱坐標的直角坐標平面上的曲線來表示，稱為電阻元件的伏安特性曲線。在工程上，還有許多電阻元件，其伏安特曲線是一條過原點的曲線，這樣的電阻元件稱為非線性電阻元件。如圖1．1４所示曲線是二極管的伏安特性，所以二極管是一個非線性電阻元件。

3.歐姆定律

無論電壓、電流為關聯參考方向還是非關聯參考方向，電阻元件功率為：

在電阻電路中，當電壓與電流為關聯參考方向時，歐姆定律可用下式表示：

I?UR當選定電壓與電流為非關聯方向時，則歐姆定律可用下式表示：

I??UR無論電壓、電流為關聯參考方向還是非關聯參考方向，電阻元件功率為：

2URP?IR?R2R上式表明，電阻元件吸收的功率恒為正值，而與電壓、電流的參考方向無關。因此，電阻元件又稱為耗能元件。1．3．2 電容元件

1.電容元件的圖形、文字符號

電容器又名儲電器，在電路圖中用字母“C”表示，電路圖中常用電容器的符號如圖1．16所示。

電容器的SI單位是法拉，簡稱法，通常用符號“F”表示。2．電容元件的特性 當電壓、電流為關聯參考方向時，線性電容元件的特性方程為：

i?Cdudtdudt若電壓、電流為非關聯參考方向，則電容元件的特性方程為：

i??CC的單位為法拉，簡稱法(F)。電容元件有隔直通交的作用。在u、i關聯參考方向下，線性電容元件吸收的功率為：

p?ui?Cududt在t時刻，電容元件儲存的電場能量為：

W（?Ct）12Cu（t）2電容元件是一種儲能元件。

在選用電容器時，除了選擇合適的電容量外，還需注意實際工作電壓與電容器的額定電壓是否相等。如果實際工作電壓過高，介質就會被擊穿，電容器就會損壞。1．3．3 電感元件

1.電感元件的圖形、文字符號

電感線圈簡稱線圈，在電路圖中用字母“L”表示，電路圖中常用線圈的符號如圖1．18所示。

在一個線圈中，通過一定數量的變化電流，線圈產生感應電動勢大小的能力就稱為線圈的電感量，簡稱電感。電感常用字母“L”表示。

電感的SI單位是亨利，簡稱亨，通常用符號“H”表示。2．電感元件的特性

當電壓、電流為關聯參考方向時，線性電感元件的特性方程為：

u?Ldidtdidt若電壓、電流為非關聯參考方向，則電感元件的特性方程為：

u??LL的單位為亨利，簡稱亨(H)。

在u、i關聯參考方向下，線性電感元件吸收的功率為：

p?ui?Lididt在t時刻，電感元件儲存的磁場能量為：

W（?Lt）12Li（t）21.4 電路中的獨立電源

案例１.３蓄電池是一種常見的電源，它多用于汽車、電力機車、應急燈等，圖1.20是汽車照明燈的電氣原理圖。其中，RA、RB是一對汽車照明燈；S是開關；US是12V的蓄電池。凡是向電路提供能量或信號的設備稱為電源。

電源有兩種類型，其一為電壓源，其二為電流源。電壓源的電壓不隨其外電路而變化，電流源的電流不隨其外電路而變化，因此，電壓源和電流源總稱為獨立電源，簡稱獨立源。

1.4.1 電壓源 1．理想電壓源

理想電壓源簡稱為電壓源，是一個二端元件，它有兩個基本特點：

（1）無論它的外電路如何變化，它兩端的輸出電壓為恒定值US，或為一定時間的函數us(t)。

（2）通過電壓源的電流雖是任意的，但僅由它本身是不能決定的，還取決于外電路。

電壓源在電路圖中的符號如圖1．21所示。直流電壓源的伏安特性如圖1．22所示。

2．實際電壓源

實際的直流電壓源可用數值等于US的理想電壓源和一個內阻Ri相串聯的模型來表示，如圖1．23（a）所示。實際直流電壓源的端電壓為： U=US-UR=US-IRi 例1．4圖1．24所示電路，直流電壓源的電壓US=10V。求：（1）R=∞時的電壓U，電流I；

（2）R=10Ω時的電壓U，電流I；（3）R→0Ω時的電壓U，電流I。

解：（1）R=∞時即外電路開路，US為理想電壓源，故 U=US=10V 則： I?UUS??0RR（2）R=10Ω時，U=US=10V 則：

I?UUS10??A?1ARR10UUS???RR（3）R→0Ω時，U=US=10V 則：

I?1.4.2 電流源

1．理想電流源

理想電流源簡稱為電流源，是一個二端元件，它有兩個基本特點：（1）無論它的外電路如何變化，它的輸出電流為恒定值IS，或為一定時間的函數iS（t）。（2）電流源兩端的電壓雖是任意的，但僅由它本身是不能決定的，還取決于外電路。

電流源在電路圖中的符號如圖1．25所示。直流電流源的伏安特性如圖1．26所示。2．實際電流源

實際直流電流源的輸出電流為：

I?IS?1URi'實際的直流電流源可用數值等于IS的理想電流源和一個內阻Ri?相并聯的模型來表示，如圖1．27（a）所示。實際直流電流源的伏安特性，如圖1．27（b）所示。

例1．5 圖1．28所示電路，直流電流源的電流IS=1A。求：（1）R →∞時的電流I，電壓U；（2）R=10Ω時的電流I，電壓U；（3）R=0Ω時的電流I，電壓U。解：（1）R→∞時即外電路開路，IS為理想電流源，故

I=IS=1A 則

U?IR??

（2）R=10Ω時，I=IS=1A則：U?IR?ISR?1?10V?10V（3）R=0Ω時，I=IS=1A則:U?IR?ISR?1?0V?0V 1.4.3 電源的等效變換

電源的電路模型有電壓源模型和電流源模型，如圖1．29所示。

在圖1．29（a）電路中，有：U=US-IRi 式中，US為電壓源的電壓。

在圖1．29（b）電路中，有：

I?IS?1U'Ri整理得 ： U=ISRi – Iri

式中，IS 為電流源的電流。

實際電壓源和實際電流源若要等效互換，其伏安特性方程必相同，則其電路參數必須滿足條件：

Ri= Ri ；

US=IS Ri

在進行等效互換時，電壓源的電壓極性與電流源的電流方向參考方向要求一致，也就是說電壓源的正極對應著電流源電流的流出端。

應用電源等效互換分析電路時還應注意這樣幾點：（1）電源等效互換是電路等效變換的一種方法。

（2）有內阻Ri的實際電源，它的電壓源模型與電流源模型之間可以互換等效；理想的電壓源與理想的電流源之間不便互換。（3）電源等效互換的方法可以推廣運用。例1．6 已知Us1=4V，Is2=2A，R2=1.2Ω，試等效化簡圖1．30所示電路。

解：在圖1．30（a）中，把電流源IS2與電阻R2的并聯變換為電壓源US2與電阻R2的串聯，電路變換如圖1．30（b），其中

US2?R2?IS2?12?2V?24V

在圖1．30（b）中，將電壓源US2與電壓源US1的串聯變換為電壓源US，電路變換如圖1．30（c），其中

US =US2+US1=（24+4）V=28V 1.5 基爾霍夫定律

1、支路

將兩個或兩個以上的二端元件依次連接稱為串聯。電路中的每個分支都稱作支路。

2、節點

電路中3條或3條以上支路的連接點稱為節點。

3、回路

電路中的任一閉合路徑稱為回路。

4、網孔

平面電路中，如果回路內部不包含其它任何支路，這樣的回路稱為網孔。因此，網孔一定是回路，但回路不一定是網孔。1.5.1 基爾霍夫電流定律

KCL定律指出：對電路中的任一節點，在任一瞬間，流出或流入該節點電流的代數和為零。即： ?i(t)?0

在直流的情況下，則有：?I?0 通常把上兩式稱為節點電流方程，簡稱為KCL方程。

通常規定，對參考方向背離節點的電流取正號，而對參考方向指向節點的電流取負號。

例如，圖1．33所示為某電路中的節點a，連接在節點a的支路共有五條，在所選定的參考方向下有：-I1+I2+I3-I4+I5=0 KCL定律不僅適用于電路中的節點，還可以推廣應用于電路中的任一假設的封閉面。即在任一瞬間，通過電路中的任一假設的封閉面的電流的代數和為零。

例1．8已知I1=3A、I2=5A、I3=-18A、I5=9A，計算圖1．35所示電路中的電流I6及I4。

解：對節點a，根據KCL定律可知：-I1-I2+I3+I4=0 則：I4=I1+I2-I3=（3+5+18）A=26A

對節點b，根據KCL定律可知：-I4-I5-I6=0 則：I6=-I4-I5=（-26-9）A=-35A 例1．9已知I1=5A、I6=3A、I7=-8A、I5=9A，試計算圖1．36所示電路中的電流I8。

解：在電路中選取一個封閉面，如圖中虛線所示，根據KCL定律

可知：-I1-I6+I7-I8=0 則：I8=-I1-I6+I7=（-5-3-8）A=-16A 1.5.2 基爾霍夫電壓定律

KVL定律指出：對電路中的任一回路，在任一瞬間，沿回路繞行方向，各段電壓的代數和為零。即：?u(t)?0

在直流的情況下，則有：?U?0

通常把上兩式稱為回路電壓方程，簡稱為KVL方程。

應當指出：在列寫回路電壓方程時，首先要對回路選取一個回路“繞行方向”。通常規定，對參考方向與回路“繞行方向”相同的電壓取正號，同時對參考方向與回路“繞行方向”相反的電壓取負號。

例如，圖1．37所示為某電路中的一個回路ABCDA，各支路的電壓在選擇的參考方向下為u1、u2、u3、u4，因此，在選定的回路“繞行方向”下有：u1+u2-u3-u4=0 KVL定律不僅適用于電路中的具體回路，還可以推廣應用于電路中的任一假想的回路。即在任一瞬間，沿回路繞行方向，電路中假想的回路中各段電壓的代數和為零。

例1．10 試求圖1．39所示電路中元件3、4、5、6的電壓。

解：在回路cdec中，U5=Ucd+Ude=[-（-5）-1]V=4V 在回路bedcb中，U3=Ube+Ued+Udc =[3+1+（-5）]V=-1V 在回路debad中，U6=Ude+Ueb+Uba=[-1-3-4]V=-8V 在回路abea中，U4=Uab+Ube=（4+3）V=7V 1.5.3 支路電流法

支路電流法是以支路電流變量為未知量，利用基爾霍夫定律和歐姆定律所決定的兩類約束關系，建立數目足夠且相互獨立的方程組，解出各支路電流，進而再根據電路有關的基本概念求解電路其它響應的一種電路分析計算方法。例如，圖1．40所示電路有6條支路、4個節點，選定的各支路電流的參考方向均標注在圖中，且各支路電流變量分別用I1、I2、I3、I4、I5、I6表示。由KCL定律，可以列寫出三個獨立節點電流方程：

節點a： I1-I3+I4=0 節點b：-I1-I2+I5=0 節點c： I2+I3-I6=0 由KVL定律，可以列寫出獨立回路電壓方程： 網孔abda-US1+R1I1+R5I5-R4I4=0 網孔dbcd-R5I5-R2I2+US2-R6I6+US6=0 網孔adca R4I4-US6+R6I6+R3I3+US3=0 由此就可以求解出6條支路的電流，從而可以獲得電路中的其它響應。

對于一個具有n個節點，b條支路的電路，利用支路電流法分析計算電路的一般步驟如下：

(1)在電路中假設出各支路（b條）電流的變量，且選定其的參考方向，并標示于電路中。

(2)根據KCL定律，列寫出（n-1）個獨立的節點電流方程。(3)根據KVL定律，列寫出l=b-（n-1）個獨立回路電壓方程。(4)聯立求解上述所列寫的b個方程，從而求解出各支路電流變量，進而求解出電路中其它響應。

例1．11圖1．41電路中，Us1=130V、Us2=117V、R1=1Ω、R2=0.6Ω、R=24Ω，試用支路法求各支路電流。

解：這個電路的支路數b=

3、節點數n=

2、網孔數l=2，選定各支路電流參考方向標在圖中，并設各為I1、I2、I。列一個節點的KCL方程和兩個網孔的KVL方程：

解：這個電路的支路數b=

3、節點數n=

2、網孔數l=2，選定各支路電流參考方向標在圖中，并設各為I1、I2、I。列一個節點的KCL方程和兩個網孔的KVL方程： 對節點a：-I1-I2+I=0 對回路Ⅰ：I1-0.6I2=-117+130 對回路Ⅱ：0.6I2+24I=117 解之得：I1=10A，I2=-5A，I=5A 1．6電阻、電感、電容元件的識別與應用 1．6．1電阻元件的識別與應用 1．電阻元件的識別

(1)電阻的分類、特點及用途

電阻的種類較多，按制作的材料不同，可分為繞線電阻和非繞線電阻兩大類。

另外還有一類特殊用途的電阻，如熱敏電阻、壓敏電阻等。(2)電阻的類別和型號隨著電子工業的迅速發展，電阻的種類也越來越多，為了區別電阻的類別，在電阻上可用字母符號來標明，如圖1．43所示。

(3)電阻的主要參數電阻的主要參數是指電阻標稱阻值、誤差和額定功率。

1）標稱阻值和誤差

國家規定出一系列的阻值做為產品的標準，這一系列阻值就叫做電阻的標稱阻值。

最大允許偏差值除以該電阻的標稱值所得的百分數就叫做電阻的誤差。

2）電阻的額定功率

這個不致于將電阻燒壞的最大功率值就稱為電阻的額定功率。

(4)電阻的規格標注方法

1）直標法直標法是將電阻的類別及主要技術參數直接標注在它的表面上，如圖1．45(a)所示。

2）色標法色標法是將電阻的類別及主要技術參數用顏色(色環或色點)標注在它的表面上，如圖1．45(b)所示。

色標法是在電阻元件的一端上畫有三道或四道色環(圖)，緊靠電阻端的為第一色環，其余依次為第二、三、四色環。第一道色環表示阻值第一位數字，第二道色環表示阻值第二位數字，第三道色環表示阻值倍率的數字，第四道色環表示阻值的允許誤差。

2．電阻元件的應用

（1）電阻器、電位器的檢測

電阻器的主要故障是：過流燒毀，變值，斷裂，引腳脫焊等。電位器還經常發生滑動觸頭與電阻片接觸不良等情況。1）外觀檢查

對于電阻器，通過目測可以看出引線是否松動、折斷或電阻體燒壞等外觀故障。

對于電位器，應檢查引出端子是否松動，接觸是否良好，轉動轉軸時應感覺平滑，不應有過松過緊等情況。

2）阻值測量

通常可用萬用表歐姆檔對電阻器進行測量，需要精確測量阻值可以通過電橋進行。

（2）電阻器和電位器的選用方法

1）電阻器的選用

應從類型、阻值及誤差、額定功率三個方面進行選取。2）電位器的選用

電位器結構和尺寸以及阻值變化規律兩個方面進行選擇。1．6．2電容元件的識別與應用 1.電容元件的識別

（1）電容的分類、特點及用途 電容器是電信器材的主要元件之一，在電信方面采用的電容器以小體積為主，大體積的電容器常用于電力方面。

電容器基本上分為固定的和可變的兩大類。（2）電容的類別和型號

電容的類別，可在電容上用字母符號來標明，如圖1．46所示。

（3）電容的主要參數

電容的主要參數是指額定工作電壓、標稱容量和允許誤差范圍、絕緣電阻。

1）額定工作電壓

在規定的溫度范圍內，電容器在線路中能夠長期可靠地工作而不致被擊穿所能承受的最大電壓(又稱耐壓)。

有時又分為直流工作電壓和交流工作電壓（指有效值）。2）標稱容量和允許誤差范圍

為了生產和選用的方便，國家規定了各種電容器的電容量的一系列標準值，稱為標稱容量，也就是在電容器上所標出的容量。

根據不同的允許誤差范圍，規定電容器的精度等級。電容器的電容量允許誤差分為五個等級：00級、0級、Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級。

3）絕緣電阻

電容器絕緣電阻的大小，說明其絕緣性能的好壞。當電容器加上直流電壓U長時間充電之后，其電流最終仍保留一定的值，稱為電容器的漏電電流I，這時絕緣電阻R為

R?UI（4）電容的規格標注方法 電容的規格標注方法，同電阻元件一樣，有直標法和色標法兩種。

1）直標法將主要參數和技術指標直接標注在電容器表面上。2）色標法與電阻元件的色標法相同。2．電容元件的應用（1）電容器的檢測

電容器的主要故障是：擊穿、短路、漏電、容量減小、變質及破損等。

1）外觀檢查

觀察外表應完好無損，表面無裂口、污垢和腐蝕，標志清晰，引出電極無折傷；對可調電容器應轉動靈活，動定片間無碰、擦現象，各聯間轉動應同步等。

2）測試漏電電阻

用萬用表歐姆檔（R×100或R×1k檔），將表筆接觸電容的兩引線。剛搭上時，表頭指針將發生擺動，然后再逐漸返回趨向R＝∞處，這就是電容的充放電現象（對0.1μF以下的電容器觀察不到此現象）。指針的擺動越大容量越大，指針穩定后所指示的值就是漏電電阻值。

3）電解電容器的極性檢測

電解電容器的極性標記無法辨認時，可根據正向聯接時漏電電阻大，反向聯接時漏電電阻小的特點來檢測判斷。交換表筆前后兩次測量漏電電阻值，測出電阻值大的一次時，黑表筆接觸的是正極。

4）可變電容器碰片或漏電的檢測 萬用表撥到R×10檔，兩表筆分別搭在可變電容器的動片和定片上，緩慢旋動動片，若表頭指針始終靜止不動，則無碰片現象，也不漏電；若旋轉至某一角度，表頭指針指到0Ω，則說明此處碰片，若表頭指針有一定指示或細微擺動，說明有漏電現象。（2）電容器的選用方法

1）選擇合適的型號根據電路要求進行選擇。2）合理確定電容器的容量和誤差

電容器容量的數值，必須按規定的標稱值來選擇。3）耐壓值的選擇

電容器耐壓值一般選用為實際工作電壓兩倍以上。4）注意電容器的溫度系數，高頻特性等參數 1．6．3電感元件的識別與應用 1．電感元件的識別（1）電感的分類、特點及用途

按功能來分，有高頻阻流圈、低頻阻流圈、調諧線圈、濾波線圈、提升線圈、穩頻線圈、補償線圈、天線線圈、振蕩線圈及陷波線圈等。

按結構來分，有單層螺旋管線圈、蜂房式線圈、鐵粉芯或鐵氧體芯線圈、銅芯線圈等。（2）電感線圈的主要參數

電感線圈的主要參數有兩項：電感量L品質因數Q。1）電感量L 線圈的電感量L也稱為自感系數或自感，是表示線圈產生自感應能力的一個物理量。當線圈中及其周圍不存在鐵磁物質時，通過線圈的磁通量與其中流過的電流成正比，其比值稱為電感量。

2）品質因數Q 線圈的品質因數Q是表示線圈質量的一個物理量。它是指線圈在某一頻率的交流電壓下工作時，所呈現的感抗與其等效損耗電阻之比。即

Q??LR?2?fLR3）分布電容

線圈的匝與匝間、線圈與屏蔽罩（有屏蔽罩時）間、線圈與磁芯、底板間存在的電容，均稱為分布電容。

分布電容的存在使線圈的Q值減小，穩定性變差，因而線圈的分布電容越小越好。2．電感元件的應用

（1）在使用線圈時應注意不要隨便改變線圈的形狀、大小和線圈間的距離，否則會影響線圈原來的電感量。尤其是頻率越高，圈數越少的線圈。

（2）線圈在裝配時互相之間的位臵和其它元件的位臵，要特別注意，應符合規定要求，以免互相影響而導致整機不能正常工作。

（3）可調線圈應安裝在機器的易于調節的地方，以便調整線圈的電感量達到最理想的工作狀態。