《电工技术与电子技术》教案.pdf
电工技术与电子技术教案电工技术与电子技术教案总学时：自学 170 学时，面授：48 学时，实验：14 学时课程学时电工技术与电子技术章次绪论及直流电路编 写 人实 验 内 容1.电路的定律和定理。2.电子仪器仪表的使用。王 香 婷重点、难点注释1.了解电能的优越性及与所学专业的关系。2.懂得电气化对社会主义现代化建设的重大意义。3 领会电工技术与电子技术课程的学习目的。讲明电路的作用：1.能量的输送和转换。2.实现信号的传递和处理。注意正方向与实际方向的区别：正方向：事先人为假定正方向选定后，电流正负才有意义。侧重讲参考点的选择和电子线路的习惯画法搞清三种不同状态下的特征指明两点：1.额定值是电气设备额定的工作条件。2.额定值是电气设备的工作能力，不是实际的功率。本章重点内容之一，必需熟练掌握，基尔霍夫电流定律可推广到任意闭合面（广义节点）。列回路电压方程时 注意正负号的选择；选网孔作回路所列方程总是独立的。讲课：6 6实验：2 2其它：教 学 内 容电工学的研究对象，电能的优越性及其应用，电气化对社会主义现代化建设的意义，电工学课程的目的。电路的组成节次绪绪 论论电路的基本概电路的基本概念念电源、负载和中间环节。电路的基本物理量及正方向电路中的电位电路的三种状态电气设备的额定值基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫电流定律：I=0 或I入=I出注意：标各电流正方向基尔霍夫电压定律：U=0 或E=IR注意：标回路绕行方向）电工技术与电子技术教案电工技术与电子技术教案总学时：自学 170 学时，面授：48 学时，实验：14 学时课程学时电工技术与电子技术章次绪论及直流电路编 写 人实 验 内 容王 香 婷重点、难点注释1.列(n-1)个节点电流方程；2.列网孔个回路电压方程阐述了线性电路的固有性质，是讨论时域响应的根本依据，也是本章重点内容之一。本章重点内容之一。应用好定理的关键点：正确求出等效电压源E 和等效内阻 R0强调：对外等效是对外电路而言。讲课：6 6实验：2 2其它：教 学 内 容支路电流法叠加原理：1.U、I 可叠加，但 P 不可叠加2.除源时，理想电压源短路，理想电流源断路，保留电阻。戴维南定理节次电路的基本分电路的基本分析方法析方法2电工技术与电子技术教案电工技术与电子技术教案总学时：自学 170 学时，面授：48 学时，实验：14 学时课程学时节次正弦量的特征正弦量的特征及表示方法及表示方法单一参数的交单一参数的交流电路流电路R R、L L、C C 串联串联的交流电路的交流电路电工技术与电子技术章次正弦稳态交流电路编 写 人王 香 婷重点、难点注释本章重点：交流量的有效值、相位差及相量表示法是初学者不易理解难以掌握的内容，讲相位时，强调初相位与相位差的区别和联系。正弦量用相量表示后可简化电路运算，正弦量可用相量表示，但不是直接“相等”，写表达式时一定不能混淆、写错写乱。讨论 R、L、C 三个参数时，着重讨论分析其物理性质和在电路中的作用，元件参数计算公式不必过多强调。L、C 电路中，使 U、I 间出现相位差，学生不易理解，除从教学推导中得出结论外，还必须强调其物理概念。R、L、C 串联电路以基尔霍夫定律和单一参数性质为基础，直接用相量法分析。应说明阻抗的概念，并指出复阻抗与相量的区别，阻抗三角形是有助于电路分析的辅助图形，若干阻抗串联，应按相量法相加。讲课：6 6实验：2 2其它：教 学 内 容正弦量的三要素：1.周期、频率。2.幅值和有效值3.初相位与相位量正弦量的相量表示法相量：表示正弦量的复数。电阻元件的交流电路电感元件的交流电路电容元件的交流电路电压、电流关系：实验内容1.单相交流串联电路2.功率因数的提高 UUU1.URLC不能写成U=UR+UL+UC2 tg1XL XCR(1)XLXC,0，u超前 i角,电路呈感性；i超前 u(2)XL XC,0，角,电路呈容性(3)XL XC,=0，u、i同相，电路呈阻性。3电工技术与电子技术教案电工技术与电子技术教案总学时：自学 170 学时，面授：48 学时，实验：14 学时课程学时节次阻抗并联的交阻抗并联的交流电路流电路电路的谐振电路的谐振电工技术与电子技术章次正弦交流电路编 写 人王 香 婷重点、难点注释2讲课：6 6实验：2 2其它：教 学 内 容3复阻抗实 验 内 容Z R jXLXC)阻抗的模：Z R(XLXC)阻抗角：X XCarctanIR功率关系有功功率：P UI cos无功功率：Q UI sin视在功率：S UI补偿原理(功率因数的提高)电压与电流的关系并联电路的功率并联电路中：2注意：讲明各不同功率的概念，勿使学生混淆不清，无功功率是难点但不是重点，无功功率不是无用的，它是电感性和电容性负载所需要的，即许多电气设备要有无功 功 率 才 能 正 常 工 作。Cos低将直接影响设备运行的经济效益，所以提高Cos的正确方法和意义必须向学生讲清楚。并联电路的计算是在串联电路基础上先求各支路电流，I1 I（相量和）I2串联谐振（电压谐振）条件：XL=XC，功在矢量合成求总电流I率计算同串联。谐振电路具有选频特性，电路的品质因数 Q 越大，谐振曲线就越尖锐，通频道越窄，选频性越好，抗干扰能力越强。arctanXIXC0R特征：(1)阻抗最小：Z R(2)电压一定，电流最大：I0=Imax(3)u、I 同相，即0(4)电阻电压：UR=U(5)电感、电容电压：UL=UC=QU4电工技术与电子技术教案电工技术与电子技术教案总学时：自学 170 学时，面授：48 学时，实验：14 学时课程学时节次电工技术与电子技术章次正弦交流电路编 写 人王 香 婷重点、难点注释讲课：6 6实验：2 2其它：教 学 内 容并联谐振（电流谐振）条件：感性和 容性支路无 功电流相等特征：(1)阻抗最大：Z0实 验 内 容LRC(2)电压一定，电流最小：I0=Imin(3)ILIC=QI5电工技术与电子技术教案电工技术与电子技术教案总学时：自学 170 学时，面授：48 学时，实验：14 学时课程学时三相电源三相电源三相负载三相负载电工技术与电子技术章次三相交流电路编 写 人实 验 内 容王 香 婷重点、难点注释本节只是用三相交流发电机雏形略作说明，对三相电动势产生略作说明，着眼于讲明对称三相电动势的特点和相序的概念。讲 Y 接法时，从各相彼此独立的三相电路引出三相四线制，再在负载对称的条件下中线电流为零而得出三相三线制。这样逐步深入，有利于学生理解Y接法的优点和中线的作用。对称三相电路中，相线电压、电流关系是本章的重点，必须讲清楚，特别强调各相电压以及各相电流数值相等，0但相位互差 120，且不可将各相电流电压作同样物理量看待。讲课：2 2实验：2 2其它：教 学 内 容节次安全用电安全用电三相电压的产生三相电压的产生三相电路及变压三相对称感应电动势器eA EmSinteB EmSin(t-1200)eC EmSin(t+1200)E00或：EAEB E 1200 E 1200EC三相电源的连接三相电源的连接Y 连接:Ul=3VP，线电l0压超前相应相电压30。负载负载 Y Y 联结三相电路联结三相电路三相负载的星形连接负载星形连接的三相电路的计算对称三相电路：VL3VP0线压超前相应相压30线电流等与相电流即Il=IP对称三相负载条件：ZRRZA=ZCRCA=BBXA XB XC负载连接的三相电路负载连接的三相电路ABC对称三相电路UL=UpIL=3Ip线电流 滞后相应的 线电流 300三相功率计算三相功率计算三相对称电路无论Y或连接，均有：P 3UlIlCosQ 3UlIlSinS 3UlIl触电类型接零与接地保护电气防火与防爆6电工技术与电子技术教案电工技术与电子技术教案总学时：自学 170 学时，面授：48 学时，实验：14 学时课程学时节次换路定律与初换路定律与初始值的确定始值的确定一阶一阶 RCRC 电路电路的暂态分析的暂态分析一阶电路的暂一阶电路的暂态分析的三要态分析的三要素法素法一阶一阶 RLRL 电路电路的暂态分析的暂态分析一阶 RC 电路零输入响应uCUet电工技术与电子技术章次暂态电路编 写 人王 香 婷实验内容重点、难点注释暂态过程时间的长短，暂态过程中可能发生的过电压过电流或振荡现象，都会对电路的工作发生影响，因此，研究电路的暂态响应，掌握暂态过程中电压、电流的变化规律，我们就可对上述现象加以利用或防止，这就是学习本章的目的。研究电路在没有输入时，由任意初始状态所产生的响应。研究电路在无内部储能，由外部电压作用造成的结果。讲课：2 2实验：其它：教 学 内 容电路中产生暂态过程的原因内因：电路中含 L、C 储能元件。外因：电路外部条件变化。换路定律uC(0+)=uC(0-)L(0)L(0)初始值的确定t一阶 RC 电路零状态响应uCU(1e)一阶 RC 电路的全响应tt全响应是上述两种响应的叠加。用三要素法分析一阶电路的暂态过程最为简便，只要求得初始 值f(0)，稳态 值uCU(1e)U0e零状态响应 零输入响应uC=(U-U0)e+U暂态分量 稳态分量一阶电路的三要素法t一阶 RL 电路的零输入响应一阶 RL 电路的零状态响应一阶 RL 电路的全响应f(t)f()f(0)f()etf()和时间常数这三个“要素”代入公式，既得所求电压和电流（注意适用条件）与 RC 电路比较，分析方法是一样的（可用三要素法分析）。这里要注意的是电感较大的线圈与电源断开的同时，应与一个泄放电阻或 D接通，以形成续流回路。7电工技术与电子技术教案电工技术与电子技术教案总学时：自学 170 学时，面授：48 学时，实验：14 学时课程学时节次变压器的结构变压器的结构和工作原理和工作原理变压器的外特变压器的外特性与效率性与效率三相变压器三相变压器三相变压器的结构、联结方式、铭牌及技术数据电工技术与电子技术章次变压器编写人实验内容已列入三相电路王 香 婷重点、难点注释1.注意各物理量正方向问题，电压 u1正方向可任选，其余电流、电压、磁通及电动势正方向按规定标注。2.变压器副绕组的额定电压是指空载电压。3.要从公式U1=E1=4.44 fN1m建立起当 U1和f不变时近于常数的概念，由此理解为什么副绕组电流增大时原绕组电流随之增大的道理。4.建立负载阻抗等效变换的概念，电子线路要用到。对变压器外特性应有所了解，这是电源供电的普遍问题。讲课：2 2实验：其它：教 学 内 容变压器的结构和分类变压器的工作原理电压变换：U1EN11 KU20E2N2电流变换：IN21 KI1N2阻抗变换Z K2Z变压器的外特性：电压变化率：U%=U20U100%U20变压器效率：P2100%P1变压器绕阻的极性8电工技术与电子技术教案电工技术与电子技术教案总学时：自学 170 学时，面授：48 学时，实验：14 学时课程学时电工技术与电子技术章次交流电动机编写人实验内容王 香 婷重点、难点注释旋转磁场是由定子三相电流共同产生的合成磁场。旋转磁场转向与通入绕组的三相电流相序有关，它的极数与三相绕组的排列有关，它的转速与电流频率和磁级对数有关。异步电动机转子转速 n 必然低于旋转磁场的转速 n1，若两者相等，则转子导线与旋转磁场无相对运动，不产生感应电势，导体中无感应电流，电动机不能旋转。22讲课：4 4实验：其它：教 学 内 容节次三相异步电动三相异步电动 三相异步电动机的结构机的结构和工机的结构和工 三相异步电动机的旋转磁作原理作原理三相异步电动三相异步电动场1.旋转磁场的产生旋转磁场的转向2.旋转磁场的转速160f1rminP三相异步电动机转动原理1.转子转速 nn n12.转差率：S n1 n100%n1n=(1-S)n1(0S1)旋转磁场磁通U1机的电磁转矩机的电磁转矩U14.44N1f1转子每相绕组电流I2和功率因数Cos 2EI22Z2E2R XR222R2 X222由转矩公式，可得 T=f(s)的 转 矩 特 性 曲 线 和Cos2电磁转矩 TT=KTI2Cos2实用转矩公式SR2U122T=KTR2(SX20)2转矩转差率特性曲线：T=f(s)曲线。n f(T)的 机 械 特 性 曲线，从而讨论起动转矩、最大转矩和额定转矩以及运行稳定区和不稳定区等问题。9电工技术与电子技术教案电工技术与电子技术教案总学时：自学 170 学时，面授：48 学时，实验：14 学时课 程学 时节次半半导导体体的的导导电电特性特性半导体二极管半导体二极管稳压二极管稳压二极管整流电路整流电路滤波电路滤波电路半导体二极管的结构二极管的主要参数二极管的特性曲线稳压管的伏安特性稳压管的主要参数单相桥式整流电路整流电压平均值U0=0.9U2二极管承受的最大反向电压：UORM=2U2二极管电流平均值电工技术与电子技术章次半导体二极管与整流电路编 写 人实验内容整流、滤波及稳压电路王 香 婷重点、难点注释物理中学过半导体，可厄要复习（力求简明不多占学时），为今后学习打好基础。授课强调半导体自由电子导电外，还有带正电的空穴作为载流子。本征半导体内掺入有用杂质，目的在于增加载流子数来提高导电能力。伏安特性不从理论上推导，只作为实验结果提出。讲主要参数时，若在伏安特性上指出参数相应的位置，可增强学生的理解。强调与二极管的不同点。稳压管工作在反向击穿区，而在外加反向电压撤除后能恢复单向导电性。以单相桥式整流电路作为重点（常用的整流电路）。单相全波整流电路使用较少，所以只作为练习题来培养学生的分析能力。应从实际需要平稳的直流电来提出问题，以电容滤波电路作为重点，介绍滤波原理，RC 滤波也可稍加介绍。讲课：4 4实验：2其它：教 学 内 容本征半导体杂质半导体：P 型半导体、N 型半导体PN 结及单向导电性IDU1I0 0.4522RL电容滤波电路RC(35)T(选 C 依据)2RC 越大滤波效果越好10电工技术与电子技术教案电工技术与电子技术教案总学时：自学 170 学时，面授：48 学时，实验：14 学时课 程学 时节次电工技术与电子技术章次半导体二极管与整流电路编 写 人实验内容王 香 婷重点、难点注释强调限流电阻对输出电压的补偿作用。硅稳压管的选择和限流电阻的计算可作为加深加宽的内容处理。三端固定立式稳压器是一种串联调整式稳压器，其原理、基本结构与早期分立元件稳压电路基本相同。该稳压器外围元件少，使用方便，应用广泛。讲课：4 4实验：2其它：教 学 内 容稳压二极管稳压电路集成稳压电源1.主要参数2.三端稳压器简介3.应用举例4.使用注意事项稳压电路稳压电路11电工技术与电子技术教案电工技术与电子技术教案总学时：自学 170 学时，面授：48 学时，实验：14 学时课 程学 时节次电工技术与电子技术章次基本交流放大电路编 写 人实验内容1.单管电压放大器2.负反馈放大电路王 香 婷重点、难点注释指明：三极管是双极型半导体三极管，是电流控制元件，热稳定性差，以便讲场效应管时两者对比。讲输出特性曲线时，重点介绍饱和区、放大区和截止区的特点。静态分析(u 0)是确定放大电路静态值 IC、ICE、IB及UBE。静态值由直流通路确定(不讲图解法)。动态分析使在直流分量确定后，分析电压、电流的交流分量传输情况。动态分析常用微变等效电路法，用它可计算Au、U0、r 和r0稳 Q 措施很多，重点介绍分压偏置电路用估算法求静态工作点的方法以及射极旁路电容对动态量的影响。注意前后级的影响：前级输出电阻是后级信号源的内阻，后级的输入电阻是前级的负载电阻讲课：6实验：2其它：教 学 内 容半导体三极管的结构及类型半导体三极管的电流放大原理半导体三极管的特性曲线三极管的主要参数基本交流放大电路的组成1.电路的组成及其元件作用2.基本放大电路工作特点放大电路的静态分析放大电路的动态分析1.晶体管的微变等效电路2.放大器的微变等效电路(1)电压放大倍数的计算(2)输入、输出电阻的计算温度对静态工作点的影响分压式偏置电路阻容耦合多级放大电路的分析计算：电压放大倍数计算公式半导体三极管半导体三极管交流放大电路交流放大电路静态工作点的静态工作点的稳定稳定阻容耦合多级阻容耦合多级放大电路放大电路u Au AuA12=-1RC1/r2rbe12RC2/RLrbe2输入输出电阻（2 级）r r1,r0=r0末12电工技术与电子技术教案电工技术与电子技术教案总学时：自学 170 学时，面授：48 学时，实验：14 学时课 程学 时节次电工技术与电子技术章次基本交流放大电路编 写 人实验内容王 香 婷重点、难点注释射极输出器特点：1.Au12.u0、u同相3.输入电阻高4.输出电阻低讲课：6 6实验：2 2其它：教 学 内 容静态点的计算动态分析1.电压放大倍数：(1)RLu Arbe(1)RL射极输出器射极输出器2.输入电阻：r f RB/rbe(1)RLRL RE/RL3.输出电阻低RS rbe零点漂移是直流放大电路的突出问题，差动放大器就是为解决直耦放大器的零漂而引出的。基本差放器可抑制双端输出零漂，但不能抑制单端输出零漂，典型差放器可解决单端输出零漂。r0差动放大电路差动放大电路简单直接耦合放大电路存在的问题：1.静态工作点的互相牵制2.输出端存在较大零点漂移基本差动放大电路13电工技术与电子技术教案电工技术与电子技术教案总学时：自学 170 学时，面授：48 学时，实验：14 学时课 程学 时节次电工技术与电子技术章次集成运算放大器编 写 人实验内容运算放大器王 香 婷重点、难点注释对运放器内部具体电路并不要求了解，只需知道分为输入、中间及输出三级。重点介绍运算放大器的电压传输特性以及运算放大器工作在线性和非线性的特点。信号运算电路是运放器的线性应用，是要求重点掌握的内容。电压比较器是运算放大器的非线性应用，只介绍单限电压比较器。讲课：4 4实验：2其它：教 学 内 容集成运算放大集成运算放大集成运算放大器简介器器集成运算放大器的主要参数信号运算电路信号运算电路理想运放器及分析方法比例运算电路1.反相运算电路：2.同相比例运算反向加法运算电路减法运算电路积分运算电路微分运算电路信号处理电路信号处理电路电压比较器14电工技术与电子技术教案电工技术与电子技术教案总学时：自学 170 学时，面授：48 学时，实验：14 学时课 程学 时节次电工技术与电子技术章次门电路和组合逻辑电路编 写 人实验内容组合逻辑电王 香 婷重点、难点注释要建立逻辑电路的概念，“与非”门逻辑电路用得最多，要牢记其逻辑功能。对TTL“与非”门电路不介绍内部结构。它是分析与设计逻辑电路的数学工具，可安排学生自学。组合逻辑电路由门电路组成，它在某一时刻的输出状态仅决定于当时的输入状态。组合逻辑电路的分析是根据给定的逻辑电路，列出逻辑表达式，经过简化，从而明确电路的输入与输出间的逻辑关系。组合逻辑电路的设计是前者的逆过程，不是基本要求内容。加法器、编码器、七段译码器是最常用的组合逻辑电路。讲课：4实验：2 2其它：教 学 内 容基本逻辑运算及逻辑门：2.“或”运算及“或”门电路3.“非”运算及“非”门电路4.复合逻辑运算及复合门逻辑代数及其运算规律组合逻辑电路的分析与设计1组合逻辑电路的分析2组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的应用：1加法器2编码器：(1)二进制编码器(2)二十进制编码器3译码器和数码显示器(1)二进制编码器(2)二十进制显示译码器 半导体数码管 七段显示译码器逻辑门电路逻辑门电路组合逻辑电路组合逻辑电路及其应用及其应用1.“与”运算及“与”门电路路15电工技术与电子技术教案电工技术与电子技术教案总学时：自学 170 学时，面授：48 学时，实验：14 学时课 程学 时节次电工技术与电子技术章次触发器和时序逻辑电路编 写 人实验内容1.触发器及时序逻辑电路2.计数译码显示电路王 香 婷重点、难点注释本章重要内容之一，掌握逻辑符号、真值表、逻辑功能、工作波形。应注意：维阻触发器（D）在 CP 前沿翻转，主从触发器（JK）CP 后沿翻转。重点掌握数码寄存器的寄存原理，移位寄存器作为加深加宽的内容。二进制计数器只介绍异步二进制计数器。十进制计数器可不讲分立元件组成的计数器。重点介绍中规模集成计数器，讲清如何利用集成计数器组成不同进制的计数器。本课总学时：自学 170 学时讲课学时：64 学时实验学时：24 学时实验名称及实验学时分配见后表。讲课：4 4实验：2其它：教 学 内 容RS 触发器JK 触发器D 触发器数码寄存器移位寄存器二进制计数器异步二进制计数器十进制计数器中规模数字集成电路计数器双稳态触发器双稳态触发器寄存器寄存器计数器计数器16电工技术与电子技术教案电工技术与电子技术教案实验项目 24 学时实验学时：14 学时课 程序 号123456789101112电工技术与电子技术实验学时：14实验内容直流电路的基本定律和定理电子仪器仪表的使用单相交流串联电路功率因数的提高三相电路及变压器RC 暂态电路(EWB 仿真)整流、滤波及稳压电路单管交流放大电路运算放大器的基本运算放大电路组合逻辑电路触发器及时序逻辑电路计数译码显示电路章次实验名称及学时分配编 写 人学 时 数2 22 222 2222 222 22 22 22王 香 婷备注实验项目 24 学时实验学时 24 学时17
