维修电工中级考证（上）教案.docx

闽北职业技术学院教案20142015学年第一学期课程名称：维修电工中级考证（上）授课教师：谢长明课程所属系（部）：信息与工程系课程名称：维修电工中级考证（上）授课班级：13计算机课程类型：J 理论课J 口实践课总学时：64学时学分：4使用教材：于建华编电工电子技术与技能人民邮电出版社教学方法、手段：讲授考核方式：考核方式为考试平时成绩20%（其中平时作业10%,出勤占5%,课堂表现5%）；实训测验成绩20%；期末理论测试60%。主要参考书目：1.电工技术仇超机械工业出版社2.电工基础周绍敏高等教育出版社3.电路邱关源高等教育出版社4.电工基础白乃平西安电子科技大学出版社标题：第1章电路的基本概念与分析方法（1.1电路ri.3电路的基本状态）教学目的与要求：1 .了解电路、电路的基本组成、三种工作状态和电气设备额定值的意义；2 .理解电流产生的条件和电流的概念，掌握电流的计算公式；3 .掌握欧姆定律，理解电能和电功率的概念；掌握焦尔定律以及电能和电功率的计算；4 .了解电阻器，电阻参数，导体电阻的计算，电阻元件的定义，线性电阻和非线性电阻，温度对电阻的影响。教学重点与难点：1 .教学重点：电路的基本组成、电路的三种工作状态和额定电压、电流、功率等概念。掌握电流、电压、电功率、电能等基本概念。2 .教学难点：了解电路的三种工作状态特点。理解理想元件与电路模型、线性电阻与非线性电阻的概念。教学时数：2教学内容与过程：教学内容方法与手段时间分配第一课时一、电路的基本组成1 .什么是电路电路是由各种元器件（或电工设备）按一定方式联接起来的总体，为电流的流通提供了路径。2 .电路的基本组成电路的基本组成包括以下四个部分：（1）电源（供能元件）：为电路提供电能的设备和器件（如电池、发电机等）。（2）负载（耗能元件）：使用（消耗）电能的设备和器件（如灯泡等用电器）。（3）控制器件：控制电路工作状态的器件或设备（如开关等）。（4）联接导线：将电器设备和元器件按一定方式联接起来（如各种铜、铝电缆线等）。3 .电路的状态（1）通路（闭路）：电源与负载接通，电路中有电流通过，电气设备或元器件获得一定的电压和电功率，进行能量转换。(2)开路(断路)：电路中没有电流通过，又称为空载状态。(3)短路(捷路)：电源两端的导线直接相连接，输出电流过大对电源来说属于严重过载，如没有保护措施，电源或电器会被烧毁或发生火灾，所以通常要在电路或电气设备中安装熔断器、保险丝等保险装置，以避免发生短路时出现不良后果。二、电路模型(电路图)叫 所为 各图1-2手电筒的电路原理图理状由理想元件构成的电路叫做实际电路的电路模型,也做实际电路的电路原理图，简称为电路图。例如，图1-2示的手电筒电路。理想元件:电路是由电特性相当复杂的元器件组成的，了便于使用数学方法对电路进行分析，可将电路实体中的种电器设备和元器件用一些能够表征它们主要电磁特性的想元件(模型)来代替，而对它的实际上的结构、材料、形等非电磁特性不予考虑。表1-1常用理想元件及符号名称符号名称符号电阻OC3O电压表O0O电池O1|O接地上或-电灯°-0°熔断器开关OO电容OH0电流表O0O电感o_O1.2电流和电压一、电流的基本概念电路中电荷沿着导体的定向运动形成电流，其方向规定为正电荷流动的方向(或负电荷流动的反方向)，其大小等于在单位时间内通过导体横截面的电量，称为电流强度(简称电流)，用符号/或，力表示，讨论一般电流时可用符号人设在友一力时间内，通过导体横截面的电荷量为= Q一如则在At时间内的电流强度可用数学公式表示为式中，At为很小的时间间隔，时间的国际单位制为秒(s),电量<7的国际单位制为库仑(C)。电流i(t)的国际单位制为安培(A)。常用的电流单位还有毫安mA、微安山、千安kA等，它们与安培的换算关系为1 mA =103A；1 pA =10 b A；1 kA =103 A二、直流电流如果电流的大小及方向都不随时间变化，即在单位时间内通过导体横截面的电量相等，则称之为稳恒电流或恒定电流，简称为直流(Direct Current),记为DC或de,直流电流要用大写字母/表示。/=包=&=常数Az t直流电流/与时间t的关系在/一£坐标系中为一条与时间轴平行的直线。三、交流电流如果电流的大小及方向均随时间变化，则称为变动电流。对电路分析来说，一种最为重要的变动电流是正弦交流电流，其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化，将之简称为交流(Alternating current),记为AC或ac,交流电流的瞬时值要用小写字母/或/(t)表示。四、电压1 .电压的基本概念电压是指电路中两点A、B之间的电位差(简称为电压)，其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所作的功，电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。电压的国际单位制为伏特(V),常用的单位还有毫伏(mV)、微伏/V)、千伏(kV)等，它们与伏特的换算关系为1 mV = KT，V；1|1V =10-6 V；1 kV = IO3 V2 .直流电压与交流电压如果电压的大小及方向都不随时间变化，则称之为稳恒电压或恒定电压，简称为直流电压，用大写字母表示。如果电压的大小及方向随时间变化，则称为变动电压。对电路分析来说，一种最为重要的变动电压是正弦交流电压(简称交流电压)，其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化。交流电压的瞬时值要用小写字母或(力表示。第二课时一、电阻元件电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件，例如灯泡、电热炉等电器。R = p-电阻定律；Sp 制成电阻的材料电阻率，国际单位制为欧姆米(Q m)；/一一绕制成电阻的导线长度，国际单位制为米(m)；S -绕制成电阻的导线横截面积，国际单位制为平方米(m2)：R电阻值，国际单位制为欧姆(C)。经常用的电阻单位还有千欧(kQ)、兆欧(MQ),它们与Q的换算关系为1 kQ =103 Q；1 MQ =106 Q二、电阻与温度的关系电阻元件的电阻值大小一般与温度有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1久时电阻值发生变化的百分数。如果设任一电阻元件在温度tl时的电阻值为R1,当温度升高到t2时电阻值为R2,则该电阻在 tlt2温度范围内的(平均)温度系数为如果R2>R1,则a >0,将R称为正温度系数电阻，即电阻值随着温度的升高而增大；如果R2< R1,则a <0,将R称为负温度系数电阻，即电阻值随着温度的升高而减小。显然a的绝对值越大，表明电阻受温度的影响也越大。R2= Rll + a(t2-tl)§1.4部分电路欧姆定律一、欧姆定律电阻元件的伏安关系服从欧姆定律，即U = RI 或 I = U/R = GU其中G=1/R,电阻R的倒数G叫做电导，其国际单位制为西门子（S）。二、线性电阻与非线性电阻电阻值R与通过它的电流I和两端电压U无关（即R =常数）的电阻元件叫做线性电阻，其伏安特性曲线在I-U平面坐标系中为一条通过原点的直线。电阻值R与通过它的电流I和两端电压U有关（即Rh常数）的电阻元件叫做非线性电阻，其伏安特性曲线在I-U平面坐标系中为一条通过原点的曲线。通常所说的“电阻”，如不作特殊说明，均指线性电阻。电能和电功率一、电功率电功率（简称功率）所表示的物理意义是电路元件或设备在单位时间内吸火或少由的电能。两端电压为U、通过电流为I的任意二端元件（可推广到一般二端R P = UIZ的换算关系o u换成工作所功率的国际单位制单位为瓦特（W）,常用的单位还有毫瓦（mV 是1 mW =10-3 W；1 kW =103 W 吸收或发出：一个电路最终的目的是电源将一定的电功率传需要的一定形式的能量。即电路中存在发出功率的器件诡熊元般嬲魁熊凿翻牛（耗能元件）。一一习惯上，通常把耗能元件吸收的功率写成正数，把供能元件发出的功率写成负数，而储能元件（如理想电容、电感元件）既不吸收功率也不发出功率，即其功率P =0。通常所说的功率P又叫做有功功率或平均功率。二、电能电能是指在一定的时间内电路元件或设备吸收或发出的电能量，用符号W表示，其国际单位制为焦尔（J）,电能的计算公式为W = P - t = Ult通常电能用千瓦小时（kW h）来表示大小，也叫做度（电）：1度（电）=1 kW - h =3.6 x 106 J。即功率为1000 W的供能或耗能元件，在1小时的时间内所发出或消耗的电能量为1度。例有一功率为60 W的电灯，每天使用它照明的时间为4小时，如果平均每月按30天计算，那么每月消耗的电能为多少度？合为多少J?解：该电灯平均每月工作时间t =4 x 30=120 h,则W = P - t =60 x 120=7200 W - h =7.2 kW . h 即每月消耗的电能为7.2度，约合为3.6 x 106 x 7.2=2.6 x 107 J。三、电气设备的额定值为了保证电气设备和电路元件能够长期安全地正常工作，规定了额定电压、额定电流、额定功率等铭牌数据。额定电压一一电气设备或元器件在正常工作条件下允许施加的最大电压。额定电流一一电气设备或元器件在正常工作条件下允许通过的最大电流。额定功率一一在额定电压和额定电流下消耗的功率，即允许消耗的最大功率。额定工作状态一一电气设备或元器件在额定功率下的工作状态，也称满载状态。轻载状态一一电气设备或元器件在低于额定功率的工作状态，轻载时电气设备不能得到充分利用或根本无法正常工作。过载（超载）状态一一电气设备或元器件在高于额定功率的工作状态，过载时电气设备很容易被烧坏或造成严重事故。轻载和过载都是不正常的工作状态，一般是不允许出现的。四、焦尔定律电流通过导体时产生的热量（焦尔热）为Q = I2RtI通过导体的直流电流或交流电流的有效值，单位为A。R 导体的电阻值，单位为T通过导体电流持续的时间，单位为s。Q焦耳热单位为J。五思考题（作业）：课后练习六课后教学效果自评：良好标题：第1章电路的基本概念与分析方法（1.4电路的基本定律）教学目的与要求：1 .复习掌握欧姆定律。2 .掌握基尔霍夫的两个定律。教学重点与难点：教学重点：1 .基尔霍夫的电压定律和电流定律的理解。教学难点：1.基尔霍夫的电压定律和电流定律的应用。教学时数：2教学方法与手段：讲授法'打比方法、PPT教学内容与过程:教学内容方法与手段时间分配第一课时一、闭合电路的欧姆定律1 =-/?+ rp2负载获得最大功率的条件是彳=r,此时负载的最大功率值为ax =y。4a二、电池组"个相同的电池相串联，那么整个串联电池组的电动势6串=nE,等效内阻二串=nro"个相同的电池相并联，那么整个并联电池组的电动势6并=E,等效内阻r并=r/n.三、电阻的串联1.等效电阻：R = R +Rz +R2.分压关系：5=&._ U n_u -1R R2R3.功率分配：Py尸2=_ Pn -P .2=/与 R2R”R四、电阻的并联1.等效电导：G -G+6+,+&即111=，+ ，+1R 曷 R2此2.分流关系：Rh =Rzh =Rnk= RI = U3.功率分配：RP- R2P2-,= RR= RP= U五、万用表万用表的基本原理是建立在欧姆定律和电阻串联分压、并联分流等规律基础之上的。一般的万用表可以测量直流电压、直流电流、电阻、交流电压等。六、电阻的测量1 .直接测阻法采用直读式仪表测量电阻，仪表的标尺是以电阻的单位（Q、kC或MC）刻度的，可以直接读取测量结果。例如用万用表的。档测量电阻，就是直接测阻法。2 .比较测阻法采用比较仪器将被测电阻与标准电阻器进行比较，在比较仪器中接有检流计，当检流计指零时，可以根据已知的标准电阻值，获取被测电阻的阻值。3 .间接测阻法通过测量与电阻有关的电量，然后根据相关公式计算，求出被测电阻的阻值。例如得到广泛应用的、最简单的间接测阻法是伏安法。它是用电流表测出通过被测电阻中的电流、用电压表测出被测电阻两端的电压，然后根据欧姆定律即可计算出被测电阻的阻值。惠斯通电桥法可以比较准确的测量电阻，电桥平衡时，被测电阻为/?=旦公。惠斯通电桥有肉多种形式，常见的是一种滑线式电桥，被测电阻为凡=4/?。七、电路中各点电位的计算在电路中选定某一点A为电位参考点，就是规定该点的电位为零，即=0。电路中某一点M 的电位“就是该点到电位参考点A的电压，也即M、A两点间的电位差，即“=瓜.§3.1 基尔霍夫定律一、常用电路名词以图3T所示电路为例说明常用电路名词。1 .支路：电路中具有两个端钮且通过同一电流的无分支电路。如图3-1电路中的ED、AB、 FC均为支路，该电路的支路数目为6=3。2 .节点：电路中三条或三条以上支路的联接点。如图3-1电路的节点为A、B两点，该电路的节点数目为=2。3 .回路：电路中任一闭合的路径。如图3-1电路中的CDEFC、AFCBA、EABDE路径均为回路,该电路的回路数目为1=3。4 .网孔：不含有分支的闭合回路。如图3-1电路中的AFCBA、EABDE回路均为网孔，该电路的网孔数目为加=2图3-1常用电路名词的说明5 .网络：在电路分析范围内网络是指包含较多元件的电路。第二课时二、基尔霍夫电流定律（节点电流定律）1 .电流定律（KCL）内容电流定律的第一种表述：在任何时刻，电路中流入任一节点中的电流之和，恒等于从该节点流出的电流之和，即流入=游山例如图3-2中，在节点A上：L +八=E+&图3-2电流定律的举例说明电流定律的第二种表述：在任何时刻，电路中任一节点上的各支路电流代数和恒等于零，即 Z/=。一般可在流入节点的电流前面取“+”号，在流出节点的电流前面取“-”号，反之亦可。例如图3-2中，在节点A上：1,-12+Oo在使用电流定律时，必须注意：(1)对于含有个节点的电路，只能列出(-1)个独立的电流方程。(2)列节点电流方程时，只需考虑电流的参考方向，然后再带入电流的数值。为分析电路的方便，通常需要在所研究的一段电路中事先选定(即假定)电流流动的方向，叫做电流的参考方向，通常用“一”号表示。电流的实际方向可根据数值的正、负来判断，当/>0时，表明电流的实际方向与所标定的参考方向一致；当/<0时，则表明电流的实际方向与所标定的参考方向相反。2 . KCL的应用举例(1)对于电路中任意假设的封闭面来说，电流定律仍然成立。如图3-3中，对于封闭面S来说，有Z +4=小(2)对于网络(电路)之间的电流关系，仍然可由电流定律判定。如图3-4中，流入电路B 中的电流必等于从该电路中流出的电流。(3)若两个网络之间只有一根导线相连，那么这根导线中一定没有电流通过。(4)若一个网络只有一根导线与地相连，那么这根导线中一定没有电流通过。图3-3电流定律的应用举例(1)图3-4电流定律的应用举例(2)例：如图3-5所示电桥电路，已知/>=25 mA, A =16 mA, h =12 A,试求其余电阻中的电流 I"、h、It,o解：在节点 a 上：/=4+贝I A =7>-4=25-16=9 mA在节点d上：/=4+4，则4= Z -人=25-12=13 mA在节点 b 上：；2=4+75,贝176=72-75=9-13=-4M电流A与4均为正数，表明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相同，人为负数，表明它的实际方向与图中所标定的参考方向相反。图3-5例题3-1图3-6电压定律的举例说明三、基夫尔霍电压定律(回路电压定律)1 .电压定律(KVL)内容在任何时刻，沿着电路中的任一回路绕行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零，即Zu=o以图3-6电路说明基夫尔霍电压定律。沿着回路abcdea绕行方向，有Uac Z4b +c 二 RI"* E f Uce d + Ude Rill Uea R'l'则及+以e +%=0即RI+ E- Rih - E?+/&I3=0上式也可写成RJ R2I2+ R、h=£+ Ei对于电阻电路来说，任何时刻，在任一闭合回路中，各段电阻上的电压降代数和等于各电源电动势的代数和，即。ZR】= Ze2 .利用£AY= XE列回路电压方程的原则(1)标出各支路电流的参考方向并选择回路绕行方向(既可沿着顺时针方向绕行，也可沿着反时针方向绕行)；(2)电阻元件的端电压为土打，当电流/的参考方向与回路绕行方向一致时，选取“+”号:反之，选取"号：(3)电源电动势为±夕当电源电动势的标定方向与回路绕行方向一致时，选取“+”号，反之应选取“-”号。五思考题(作业):课后练习六课后教学效果自评：良好标题：实验一、常用电工工具及其使用、简单电路的连接教学目的与要求：掌握各种仪器仪表的使用、掌握简单电路的连接测量教学重点与难点：教学重点：各种仪器仪表的使用教学难点：简单电路的连接测量教学时数：2教学方法与手段：讲授法、示范演示教学内容与过程:一、实验目的1、认识各种常用电工工具并能使用。2、认识各种常用导线并能进行简单电路的连接二、实验原理一电阻串联电路的特点R、 Ri Ry OCZ)CZICZIO图2-7电阻的串联设总电压为U、电流为I、1.等效电阻：总功率为P。R =R1+ R2+ Rn"=支=工5=12.分压关系：曷&R工旦3.功率分配：K R2R R+u图2-10电阻的并联二电阻并联电路的特点设总电流为I、电压为U、总功率为P。1 .等效电导：G = Gl + G2+ Gn 即1111+,R 叫 R?R2 .分流关系：Rill = R2I2=Rnln = RI = U3.功率分配： R1P1= R2P2=RnPn = RP = U2三、实验仪器1、直流稳压电源2、直流毫安表3、直流电压表四、实验步骤在电阻电路中，既有电阻的串联关系又有电阻的并联关系，称为电阻混联。对混联电路的分析和计算大体上可分为以下几个步骤：L2,3.4.首先整理清楚电路中电阻串、并联关系，必要时重新画出串、并联关系明确的电路图;利用串、并联等效电阻公式计算出电路中总的等效电阻；利用已知条件进行计算，确定电路的总电压与总电流；根据电阻分压关系和分流关系，逐步推算出各支路的电流或电压。五、实验报告要求：根据所测数据分析结论，并与计算出的理论数据对比。五思考题（作业）：实验报告六课后教学效果自评：良好标题：电压源和电流源及其等效变换教学目的与要求:1、掌握实际电源的两种模型的特性及其等效变换。2、掌握电压源和电流源的电压与电流关系：理解等效变换的概念。教学重点与难点：1、教学重点：掌握两种实际电源模型之间的等效变换方法并应用于解决复杂电路问题。2、教学难点：两种实际电源模型之间的等效变换原理。教学时数：2教学方法与手段：讲授法、PPT教学内容与过程:教学内容方法与手段时间分配第一课时一、电压源通常所说的电压源一般是指理想电压源，其基本特性是其电动势(或两端电压)保持固定不变 E或是一定的时间函数e(r),但电压源输出的电流却与外电路有关。实际电压源是含有一定内阻ro的电压源。±e-图3T8电压源模型二、电流源通常所说的电流源一般是指理想电流源，其基本特性是所发出的电流固定不变(，)或是一定的时间函数A(t), 外电路有关。实际电流源是图3-19电流源模型<b>但电流源的两端电压却与含有一定内阻的电流源。三、两种实际电源模型之间的等效变换实际电源可用一个理想电压源E和一个电阻力串联的电路模型表示，其输出电压U与输出电流/之间关系为U = E-r0I实际电源也可用一个理想电流源/s和一个电阻rs并联的电路模型表示，其输出电压U与输出电流/之间关系为U = rsIs-rsI对外电路来说，实际电压源和实际电流源是相互等效的，等效变换条件是r0= rs , E = rsIs 或Zs= E/r0图3-18例题3-6例：如图3-18所示的电路，已知电源电动势E =6V,内阻=0.2C,当接上R =5.8C负载时，分别用电压源模型和电流源模型计算负载消耗的功率和内阻消耗的功率。内阻的功率P产/ = 0.2 W解：(1)用电压源模型计算:=1A,负载消耗的功率&=/?=5.8 W,%+ R(2)用电流源模型计算：电流源的电流入=30 A,内阻八=_n)=0.2C负载中的电流/=一人=1人，负载消耗的功率 A=/?=5.8W,s + RR内阻中的电流。=一一/s=29A,内阻的功率只=/；7b =168.2 Wrs + R两种计算方法对负载是等效的，对电源内部是不等效的。第二课时例：如图3T9所示的电路，已知：5=12 V, Ez=6 V,用=3。，尼=6C,用=10。，试应用电源等效变换法求电阻尼中的电流。图3-19例题3-7图3-20例题3-7的两个电压源等效成两个电流源解：（1）先将两个电压源等效变换成两个电流源， 如图3-20所示，两个电流源的电流分别为/si = E1/R1 = 4 A, /S2 = E2/R2 = 1 A（2）将两个电流源合并为一个电流源，得到最简等效 电路，如图3-21所示。等效电流源的电流(e)图3-21例题3-7的最简等效电路Is = Ai -人2 = 3 A 其等效内阻为R - R/ Ri = 2 Q（3）求出用中的电流为支路电流法以各支路电流为未知量，应用基尔霍夫定律列出节点电流方程和回路电压方程，解出各支路电流，从而可确定各支路（或各元件）的电压及功率，这种解决电路问题的方法叫做支路电流法。对于具有b条支路、n个节点的电路，可列出（n - 1）个独立的电流方程和b - （n - 1）个独立的 电压方程。例： 如图 3-7 所示电路，已知 E1 = 42 V, E2 = 21 V, R1 = 12 Q, R2 = 3 C, R3 = 6 Q,试求：各支路电流II、12、13 .解：该电路支路数b = 3、节点数n2,所以应列出1个节点电流方程和2个回路电压方程，并按照ERI = ZE列回路电压方程的方法:II = 12 + 13Rill + R2I2 = El + E2R3I3 -R2I2 = -E2代入已知数据，解得：II4 A, 12（任一节点）（网孔（网孔2） *'5 A, 13 =与丰电流II与12均为正数，表明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相同，13为负数，表明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相反五思考题（作业）：课后练习六课后教学效果自评：良好标题：实验：基尔霍夫定律的验证、注加原理的验证教学时数：2教学方法与手段：讲授法、打比方法、PPT教学目的与要求：验证基尔霍夫的电流定律及电压定律。学习使用电流表及电压表。教学重点与难点：1 .教学重点：掌握基尔霍夫定律的应用。2 .教学难点：运用叠加原理解决复杂直流电路问题。教学内容与过程：按实训指导书进行五思考题（作业）：实验报告六课后教学效果自评：良好标题：二端网络、戴维宁定理教学时数：2教学方法与手段：讲授法、打比方法、PPT 教学目的与要求：掌握应用戴维宁定理分析和计算两个网孔的电路教学重点与难点：1 .教学重点：掌握戴维宁定理及其应用。2 .教学难点：运用戴维宁定理解决复杂直流电路问题。教学内容与过程：教学内容方法与手段时间分配第一课时一、二端网络的有关概念1 .二端网络：具有两个引出端与外电路相联的网络。又叫做一端口网络。2 .无源二端网络：内部不含有电源的二端网络。3 .有源二端网络：内部含有电源的二端网络。二、戴维宁定理任何一个线性有源二端电阻网络，对外电路来说，总可以用一个电压源及与一个电阻气相串联的模型来替代。电压源的电动势笈等于该二端网络的开路电压，电阻打等于该二端网络中所有电源不作用时（即令电压源短路、电流源开路）的等效电阻（叫做该二端网络的等效内阻）。该定理又叫做等效电压源定理。例：如图3-10所示电路，已知笈=7 V,员=6.2 V,用=是=0.2 Q,/?=3.2 Q,试应用戴维宁定理求电阻"中的电流Z.(b)图3-10例题3-4图3T1求开路电压山,解：（1）将"所在支路开路去掉，如图3T1所示，求开路电压公：/=-&="=2 A ,以二四+凡/1=6.2+0.4=6.6 V =及1 凡+/?204(2)将电压源短路去掉，如图3T2所示，求等效电阻心: oa& ob(e)图3-12求等效电阻他图3-13求电阻"中的电流/偏=尼%=0.1 Q = Zb(3)画出戴维宁等效电路，如图3T3所示，求电阻?中的电流/：R- 3 Q,尼二 5 C,尼二尼二4第二课时，尼=0. 125例：如图3-14所示的电路，已知2=8 V, C,试应用戴维宁定理求电阻尼中的电流/。图3-14例题3-5图3T5求开路电压Ue图3-16求等效电阻心解：(1)将居所在支路开路去掉，如图3T5所示，求开路电压如： pF/=/2=1 A ,/3=/4=1 A234/+&44b = R2I2-RIa =5-4=lV = i5(2)将电压源短路去掉，如图3-16所示，求等效电阻几，：图3T7求电阻"中的电流/几=(K必)+(后兄)=1.875+2=3.875 Q =7»根据戴维宁定理画出等效电路，如图3T7所示，求电阻足中的电流/,=£°=-=0.25 A为+凡4五思考题（作业）:课后练习六课后教学效果自评：良好标题：实训：戴维南定理的验证、简单故障检测教学时数：2教学方法与手段：讲授法、打比方法、PPT教学目的与要求：1、用实验方法来验证戴维宁定律2、验证输出功率获得最大的条件教学重点与难点：教学重点：戴维宁定律的掌握教学难点：故障检测教学内容与过程：按照实训指导书要求进行五思考题（作业）：实训报告六课后教学效果自评：良好标题：正弦交流电的基本概念教学时数：2教学方法与手段：讲授法、PPT 教学目的与要求：了解正弦交流电路的各个要素。教学重点与难点：1 .教学重点：了解正弦交流电的产生。掌握表征正弦交流电的三要素：振幅、角频率、初相位。理解交流电的周期、频率、有效值、相位与相位差等概念。掌握正弦交流电流、电压的表示法(解析式、波形图、相量图等)。2 .教学难点：理解相位差的概念。掌握正弦量的相量图教学内容与过程：教学内容方法与手段时间分配第一课时一、交流电的产生如果电流的大小及方向都随时间做周期性变化，则称之为交流电。二、正弦交流电大小及方向均随时间按正弦规律做周期性变化的电流、电压、电动势叫做正弦交流电流、电压、电动势，在某一时刻t的瞬时值可用三角函数式(解析式)来表示，即i (t)=11nsin (cot + q)io)u(t)= U.sin(cot +(puo) e(t)= EmSin(ot +(peo)式中，L、U.、E.分别叫做交流电流、电压、电动势的振幅(也叫做峰值或最大值)，电流的单位为安培(A),电压和电动势的单位为伏特(V)；3叫做交流电的角频率，单位为弧度/秒(rad/s),它表征正弦交流电流每秒内变化的电角度；0。、中面、5。分别叫做电流、电压、电动势的初相位或初相，单位为弧度rad或度(。)，它表示初始时刻(t =0时)正弦交流电所处的电角度。振幅、角频率、初相这三个参数叫做正弦交流电的三要素。任何正弦量都具备三要素。三、交流发电机简介发电机的基本组成部分是磁极和线圈(线圈匝数很多，嵌在硅钢片制成的铁心上，通常叫电枢)。电枢转动、而磁极不动的发电机，叫做旋转电枢式发电机。磁极转动、而电枢不动，线圈依然切割磁感线，电枢中同样会产生感应电动势，这种发电机叫做旋转磁极式发电机。不论哪种发电机，转动的部分都叫转子，不动的部分都叫定子。旋转电枢式发电机，转子产生的电流必须经过裸露着的滑环和电刷引到外电路，如果电压很高,就容易发生火花放电，有可能烧毁电机。这种发电机提供的电压一般不超过500 V。旋转磁极式发电机克服了上述缺点，能够提供几千伏到几十千伏的电压，输出功率可达几十万千瓦。所以，大型发电机都是旋转磁极式的。发电机的转子是由蒸汽机、水轮机或其他动力机带动的。动力机将机械能传递给发电机，发电机把机械能转化为电能传送给外电路。第二节表征交流电的物理量.一、周期与频率1 .周期正弦交流电完成一次循环变化所用的时间叫做周期，用字母T表示，单位为秒（s）。显然正弦交流电流或电压相邻的两个最大值（或相邻的两个最小值）之间的时间间隔即为周期，由三角函数知识可知2 .频率交流电周期的倒数叫做频率（用符号f表示），即它表示正弦交流电流在单位时间内作周期性循环变化的次数，即表征交流电交替变化的速率（快慢）。频率的国际单位制是赫兹（Hz）。角频率与频率之间的关系为（0=2nf二、有效值在电工技术中，有时并不需要知道交流电的瞬时值，而规定一个能够表征其大小的特定值一一有效值，其依据是交流电流和直流电流通过电阻时，电阻都要消耗电能（热效应）。设正弦交流电流i（t）在一个周期T时间内，使一电阻R消耗的电能为Qr,另有一相应的直流电流I在时间T内也使该电阻R消耗相同的电能，即= I2RT.就平均对电阻作功的能力来说，这两个电流（i与I）是等效的，则该直流电流I的数值可以表示交流电流i（t）的大小，于是把这一特定的数值I称为交流电流的有效值。理论与实验均可证明，正弦交流电流i的有效值I等于其振幅（最大值）1的0.707倍，即/=的=0.707八V2正弦交流电压的有效值为U =-r = Q.707Um V2正弦交流电动势的有效值为EE =-=0.101 Em1.414 A,如果交流例如正弦交流电流i =2sin(o)t -30°) A的有效值I =2 x 0.707电流i通过R =10。的电阻时，在一秒时间内电阻消耗的电能（又叫做平均功率）为P=-R =20 W,即与I =1.414 A的直流电流通过该电阻时产生相同的电功率。我国工业和民用交流电源电压的有效值为220 V、频率为50Hz,因而通常将这一交流电压简称为工频电压。因为正弦交流电的有效值与最大值（振幅值）之间有确定的比例系数，所以有效值、频率、初相这三个参数也可以合在一起叫做正弦交流电的三要素。三、相位和相位差任意一个正弦量y = Asin (cot +(p°)的相位为(3t +(p0),本章只涉及两个同频率正弦量的相位差(与时间t无关)。设第一个正弦量的初相为5”第二个正弦量的初相为5”则这两个正弦量的相位差为(pl2-(pOl (>02并规定闻2归180°或|l2|<n在讨论两个正弦量的相位关系时：(1)当2>0时，称第一个正弦量比第二个正弦量的相位越前(或超前)2；(2)当<p“<0时，称第一个正弦量比第二个正弦量的相位滞后(或落后)|<p-；(3)当e2=0时，称第一个正弦量与第二个正弦量同相，如图77(a)所示；(4)当02=土兀或±180。时，称第一个正弦量与第二个正弦量反相，如图7-1(b)所示;(5)当2=±或±90°时，称第一个正弦量与第二个正弦量正交。例如已知 u =311sin(314t -30°) V, I =5sin(314t +60°) A,则 u 与 i 的相位差为(pui =(-30°)-(+60°)=-90°,即 u 比 i 滞后90°,或 i 比 u 超前90°图7-1相位差的同相与反相的波形第二课时第三节交流电的表示法一、解析式表示法i (t)= Imsin(o t +(pi0)u(t)= Ums in (co t +(pu0)e (t)= Emsin(o)t +(pe0)例如已知某正弦交流电流的最大值是2 A,频率为100 Hz,设初相位为60。，则该电流的瞬时表达式为i(t)= Imsin(ot +<pi0)=2sin(2nf t +60°)=2sin(628t +60°) A二、波形图表示法图7-2给出了不同初相角的正弦交流电的波形图。图7-2正弦交流电的波形图举例三、相量图表示法正弦量可以用振幅相量或有效值相量表示，但通常用有效值相量表示。1 .振幅相量表示法振幅相量表示法是用正弦量的振幅值做为相量的模（大小）、用初相角做为相量的幅角，例如有三个正弦量为e =60sin （o t +600） Vu =30sin（o t 4-30°） Vi =5sin（co t -300） A则它们的振幅相量图如图7-3所示。图7-3正弦量的振幅相量图举例图7-4正弦量的有效值相量图举例2 .有效值相量表示法有效值相量表示法是用正弦量的有效值做为相量的模（长度大小）、仍用初相角做为相量的幅角，例如u =220/2 sin（ft«+53°） V,i =0.4172 sin（加）A则它们的有效值相量图如图7-4所示。五思考题（作业）：课后练习六课后教学效果自评：良好标题：正弦交流电路的分析计算教学时数：2教学方法与手段：讲授法、打比方法、PPT 教学目的与要求：熟练掌