宜兴技师学院江苏省宜兴职业教育中心校

宜兴技师学院江苏省宜兴职业教育中心校 宜 兴 技 师 学 院 江 苏 省 宜 兴 职 业 教 育 中 心 校 教 案(首页) 编号:YJSD/JWC-17-10 课题序号 1 授课班级 联五机电091、092 授课课时 2 授课形式 新授 ?1-1 电路和电路中的基本物理量 ?1-2 电路的工作状态和电气设备的额授课章节 名 称 定值 使用教具 、画图工具 教学目的 结合直流电路介绍一般电路的基本物理量;介绍电流与电压的参考方向 教学重点 电压、电流所取的参考方向与实际方向的关系 教学难点 在解决电路时，不能忽略电压、电流的参考方向 更新、补 充、删减 无 内 容 课外作业 教材P22 教学后记 授课主要内容或板书 ?1-1 电路和电路中的基本物理量 ?1-2电路的工作状态和电气设备的额定值 一、电路的结构形式 电路:电流所通过的路径，是由一些电路器件用导线连接起来组成的。 电路器件:指电阻器、电感器、电容器、变压器、开关、晶体管和电池等。 电路模型:由一些理想元件组成的电路。 二、电路模型 三、电流的实际方向和参考方向 四、电压的实际方向和参考方向 课堂教学安排 教学过程 主要教学内容及步骤 复习引入 电工电子技术是机电学科的一门技术基础课，使学生初步掌握基 本电路和电子学方面的知识。它以电路基本定律基本电路元件的 特性为基础，结合线形网络分析的一般方法和定理，培养学生解 决和分析问题的能力，并使学生获得电子技术方面的基本理论、 基本知识和基本技能，培养学生分析各种放大电路的能力，并突 出集成电路的介绍和应用。 内容新授 ?1-1电路和电路中的基本物理量 电路:电流所通过的路径，是由一些电路器件用导线连接起来组 成的。 电路器件:指电阻器、电感器、电容器、变压器、开关、晶体管 和电池等。 电路模型:由一些理想元件组成的电路。 按工作时现出的电特性: 工作时可以向电路提供电能—电源 电路元件 工作时吸收电能并将电能转化为其他形式的能量— 负载 例如我们平常用的手电筒，我们就可以将其电路简单化、理想化 为用导线将一个小灯泡和电池连接起来的一个简单的电路，其电 R路模型如图1-1(第1页)所示。电阻元件表示小灯泡，理想电 U压源表示电池。因为是理想化，这里忽略导线的电阻和电池S 的内阻。而实际手电筒的电路是由小灯泡、电池、后盖、外壳构 成，这样看来我们将来对理想化了的电路模型的分析过程要比对 实际电路的分析要简单的多。当然，我们对实际器件的替代并不 是千篇一律的，有时我们还要考虑到器件在使用过程中的损耗问 题等。 一、电流和电流的参考方向 电流:由电荷有规则的定向流动形成的。 I直流电流():大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电 流 习惯上把正电荷流动的方向作为电流的实际方向。但在电路分析 中有时不容易判断出电流的实际方向，在有些情况下电流的实际 方向还是变化的，为此，我们任劳任怨选取一个方向作为电流的 I,0参考方向。当电流的实际方向与参考方向相同时，为;当 I,0。这样也就是说若电流的实际方向与参考方向相反时，为 以后我们在求某一电路的电流时，若求出的结果为负只代表实际 电流方向与你所选电流的参考方向不一致。 在选定的电流参考方向下，根据电流的正负，就可确定电 流的实际方向。 电流的参考方向在电路图中用箭头表示出来，可以画在线 外，也可以画在线上。 Ib敢可以用双下标表示，如表示电流由点流向点，即aab b电流的参考方向是由指向点。 a二、电压和电压的参考方向 b电压:电场为把单位正电茶从点移到点，所做的功称为 a b、两点之间的电压。 a 电压是标量，但在分析电路时和电流一样，我们也说它具 有方向，也可用箭头表示。电压的实际方向规定为由高电位端指 向低电位端。 与电流的参考方向类似，可以任意选取电压的参考方向。 当实际方向与参考方向相同时，电压为正值:当实际方向与参考 方向相反时，电压为负值。 b电压的方向还可以用极性表示。若点电位高于点电位， a b则点为正极，用“+”号表示，点为负极，用“—”表示。 a 于是，在分析电路时电压的参考方向也可以用参考极性表示。参 考极性也可以任意假定。 一个元件或者一段电路中电流和电压的参考方向均可任意 假定，二者可以一致，也可以不一致。如果一致，称之为关联参 考方向;如果不一致，则称之为非关联参考方向。 大小和方向不随时间变化的电压称为恒定电压，或者称为 U直流电压，用大写字母表示。 ?1-2电路的工作状态和电气设备的额定值 一、电源有载工作 前面主要介绍了不含电源的一段电阻电路，而实际分析、应 用的电路往往是含有电源的闭合电路。 如图所示，R为负载电阻，R为电源内阻，E为电源电动势。 L0 1、电压与电流 开关S闭合时，应用欧姆定律得到电路中的电流 I=E/ (R+R) (1) 0L 和负载电阻两端的电压 U=RI L并由上面两式得出 U=E-RI (2) 0 式(1)称为全电路欧姆定律。 2、功率与功率平衡 对上式(2)的各项乘以电流I，则得到功率平衡式 2 UI=EI-RI 0 P=P-?P E式中，P是电源产生的功率 E ?P是电源内阻损耗的功率 P是电源的输出功率 在国际单位制中，功率的单位是瓦特(W)或千卡(kW)。 例:在上图所示电路中，已知电源电动势E=220V，内阻R=10 0 Ω，负载R=100Ω，求:(1)电路电流I;(2)电源端电压U; L (3)负载上的电压降;(4)电源内阻上的电压降 解:(1)I=E/ (R+R)=220/(10+100)=2A 0L (2)电源端电压U=E-RI=220-10X2=220V 0 (3)负载上的电压降RI=100X2=200V L (4)电源内阻电压降RI=10X2=20V 0 3、电气设备的额定值 例:一只标有“220V、40W”的白炽灯，试求它在正常工作条 件下的电阻和通过白炽灯的电流。若每天使用4h，问一个月消 耗多少度电能(一个月按30天计算，1Kw?h即为俗称的1度电), 解:I=P/U=40/220=0.182A 2R=U/I=220/0.182=1210Ω或R=U/P=1210Ω W=Pt=40X4X30W?h=0.04X120kW?h=4.8kW?h 所以，白炽灯的电阻为1210Ω，通过白炽灯的电流为 0.182A，一个月耗电4.8kW?h 二、电源开路 电源开路时，外电阻视为无穷大，电路开路时的特征可表示 为下式 I=0 U=U=E 0 P=0 三、电源短路 电源短路时的特征可表示为下式 U=0 I=I=E/R S02P=ΔP=RI E0S P=0 电源处于短路状态，其危害性是很大的，它会使电源或其它 电气设备因严重发热而烧毁。 学生练习 教材后相关练习 课堂小结 通过本次课的学习，我们要掌握一般电路的基本物理量;理解电 流与电压的参考方向。 布置作业 教材P22