电路的基本概念和基本定律

澧县职业中专学校机电专业《电工基础》

教 案

第一章 电路的基本概念与基本定律

概 述 本章教学目的及基本要求： 1．了解电路的组成和作用，掌握电压、电流的参考方向的确定； 2．掌握欧姆定律和基尔霍夫定律的应用； 3．了解电路的工作状态，掌握电路中电位的计算。

本章教学内容的重点和难点： 教学重点：1．电压、电流的参考方向； 2．基尔霍夫定律； 3．电位的计算。 教学难点：电位的计算 本章教学内容的深化和拓宽： 1．欧姆定律的应用； 2．焦耳定律的应用。 本章教学方法、方式： 讲授 启发 讨论 本章主要参考资料： 1．秦曾煌主编： 电工学简明教程（第2版） 高等教育出版社. 2007.1 2．赵福堂主编： 汽车电工电子技术基础 机械工业出版社. 2005.9 3．高树德主编： 汽车电工电子技术基础 机械工业出版社. 2005.10

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2009 年9月15日第3 周 课题：§1-1 电路与电路模型 课次：1 §1-2 电路的基本物理量和基本定律 教学方法：讲授、讨论、启发 教具：多媒体 教学目的： 1．了解电路的组成和作用，掌握有关电路结构的名词； 2．了解电压和电流的定义，掌握其参考方向的确定； 3．理解基尔霍夫电流定律和电压定律的应用。 教学重点： 1．电流和电压参考方向的确定 2．基尔霍夫电流定律和电压定律的应用 教学难点：基尔霍夫电流定律和电压定律的应用 教学过程时间分配 新课导入 7分钟 讲授新课 70分钟 巩固小结 3分钟 课堂练习 10分钟 课后记： 教学过程设计 【导入】 汽车服务工程是一个新的概念，它融合了汽车销售、汽车运用、汽车金融、汽车贸易、汽车保险与理赔、交通控制等学科知识。其主要任务是使学生掌握汽车服务市场所涉及的各个领域的内涵、特点和相关知识。 【新课传授】 一、电路与电路模型 1.电路的组成 （1）电源：将其他形式的能转换为电能的装置 （2）负载：取用电能的装置 （3）中间部分：传输、控制电能的装置 2.电路的作用 （1）电能的传输和转换电路 （2）信号的产生和处理电路 3.电路模型 （1）理想化元器件：将实际元器件近似化、理想化，使每一种元器件只集中表现一种主要的电或磁的性能，就是实际元器件的模型，简称电路元件。如电感、电阻、电容。 （2）电路模型 ：由电路元件构成的电路 。 二、电路的基本物理量 dQ1.电流 i?dt(1)单位:安培(A) (2)实际方向：习惯规定以正电荷运动的方向 (3)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，用大写字母I表示 (4)电流的参考方向：在电路分析中，任意选定一个方向作为电流的方向。其参考方向一般用实线箭头或双下标表示。 dWab2.电压 uab?dQ(1)单位:伏特（V） (2)实际方向:电场力做功使正电荷移动的方向 (3)直流电压:大小和方向都不随时间变化的电压称为恒定电压，用大写字母U表示 (4)参考方向：电压的参考方向既可以用正、负极性表示，也可以用双下标表示。 (5)关联参考方向:同一元件上电流的参考方向与电压的参考方向一致,则称为关联参考方向；反之为非关联参考方向。 3.电功率 QUP????UI（1）定义： t（2）单位：瓦（W）、千瓦（kW） （3）若电压、电流的参考方向关联，则等式的右边取正号，否则取负号。 P>0时，元件吸收功率(负载) P<0时，元件释放功率(电源) 4.电能 （1）定义：电场力所做的功。W=Pt （2）单位：焦耳（J） 三、电路的基本定律 1.有关电路结构的名词 （1）支路：由单个或几个电路元件串联而成的电路分支。 （2）节点：三条或三条以上支路的连接点。 （3）回路：电路中任意一个由若干支路组成的闭合路径。 （4）网孔：电路中的回路内部不含有支路的回路叫做网孔。 2.基尔霍夫电流定律（KCL） （1）任何时刻，流出（或流入）一个节点的所有支路电流的代数和恒等于零。ΣI=0 （2）任何时刻流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。ΣIi=ΣIo 3.基尔霍夫电压定律（KVL） （1）任何时刻沿着一个回路的所有支路电压的代数和恒等于零。ΣU=0 （2）任何时刻沿任意闭合路径的全部电压升之和等于电压降之和。ΣU升= ΣU降 四、例题讲解 【例1-1】 如图1-5所示，用方框代表某一电路元件，其电压、电流如图中所示。求图中各元件功率，并说明该元件实际上是吸收还是释放功率? 解 :(a)电压、电流的参考方向关联， 元件的功率为P=UI=5×3=15 W >0，元件吸收功率。 (b)电压、电流的参考方向非关联， 元件的功率为P=-UI=-5×3=-15 W <0，元件释放功率。 (c)电压、电流的参考方向非关联， 元件的功率为P=-UI=-5×3=-15 W <0，元件释放功率。 (d)电压、电流的参考方向关联， 元件的功率为P=UI=5×3=15 W >0，元件吸收功率。 【例1-2】 如图1-8所示电路，已知US1=2V，US2=6V，US3=4V，R1=1.5Ω， R2=1.6Ω，R3=1.2Ω。按图示电流参考方向，若I1=1A，I2=-3A。 试求:(1)电流I3;(2)电压UAC和UCD。 解（略）见教材Ｐ5 【巩固小结】 1．电压和电流的参考方向 2．基尔霍夫定律的应用 【课后练习】Ｐ9 Ｔ3、 Ｔ6、 Ｔ7、 Ｔ9、