新教案----电路与模拟电子技术Word格式.doc
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34
延边大学教案
周次
第1周,第1次课
章节
名称
1.1电路的组成及其作用1.2电路模型1.3电路的基本物理量
授课
方式
讲授
教 学
时 数
2学时
教学
目的
要求
掌握电路及有关的基本概念;
掌握电路的基本物理量
重点
难点
重点是电源与负载的判别
方法
手段
课堂讲课、适当讨论
教师讲课为主、作业习题等各教学环节应相互配合。
教学基本内容、过程、学时分配;
课堂讨论、练习、作业
备注
1.1电路的组成及其应用
1.电路:
能够产生电压或能够形成电流的通路。
(由若干个元器件组成)
直流通路:
工作时电路中电流的大小和方向不随时间变化
交流通路:
电路中的电流是随时间按正弦规律变化的交流电流时。
2.电路的组成:
一般由电源,负载,和中间环节组成
(1)电源:
(或信号源):
是将其他形式的能量转换成电能的电气设备。
如:
干电池,信号源,电压电流源。
(2)负载:
将电能转换成其他形式能量的电气设备。
(消耗能量的装置)
如:
电灯,电动机,电炉。
(3)中间环节:
连接电源(或信号源)和负载的元件。
导线,开关
图1-1-1手电筒示意图
3.电路按功能分:
(1)进行电能的传输和转换
(2)进行信号的传递和处理
备注
1.2电路模型
电路模型:
理想电路元件所组成的电路
理想电路元件:
电阻元件,电感元件,电容元件,理想电压源和理想电流源。
图1-2-1手电筒电路的电路模型
1.3电路的基本物理量
1.电流:
电荷的定向运动而形成电流。
数值上等于单位时间内通过某一导体横截面的电荷量。
2.电压、电位、电动势
3.功率和能量
元件吸收功率-----负载
元件发出功率-----电源
作业:
习题1-1、1-3、1-4
第1周,第2次课
1.4电气设备的额定值1.5电路的工作状态
2
掌握电路的工作状态
教学重点是电路的工作状态的分类
教学难点是电路的工作状态
1.4电气设备的额定值
额定电流
额定电压
额定功率
1.5电路的工作状态
三种工作状态:
开路
短路
负载状态(通路)
例:
1-4-2、课外练习
习题1-5、1-6
延边大学教案
第2周,第1次课
1.6无源电路元件1.7有源电路元件1.8电位的概念
掌握无源有源电路元件的性质、电位的概念
教学重点是:
无源电路元件、有源电路元件
教学难点是:
由源电路元件的性质,电位的概念
1.6无源电路元件
1.电阻元件
电阻的电压、电流关系
功率和能量
2.电容元件
电压与电流的关系
3.电感元件
1.7有源电路元件
1.理想电压源
2.理想电流源
1.8电位的概念
1-8-2
习题1-8、1-9、1-10
第2周,第2次课
2.1基尔霍夫定律
掌握电路的两个基本定律——基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律
教学重点:
基尔霍夫定律
教学难点:
电路中各元件之间的约束关系
描述电路中各元件之间相互连接所构成的约束关系。
1.相关术语
支路:
电路中的每一个分支
结点:
电路中三条或三条以上支路的连接点
回路:
电路中任一闭合路径
网孔:
内部不含有其他支路的回路
例:
图2-1-1电路
2.基尔霍夫电流定律
是汇集到电路中任意节点处的各支路电流之间的制约关系
实质:
电流连续性的体现
图2-1-2
3.基尔霍夫电压定律
绕行回路一周电压升之和等于电压降之和
实质:
能量守恒原理
图2-1-4
习题2-1、2-2、2-3
强调应用基尔霍夫电流定律前,必须设定电流的参考方向。
第3周,第1次课
2.2支路电流法
掌握支路电流法的步骤
支路电流法
支路电流法的应用
是以电路中各支路的电流为基础,将孩子路电压通过欧姆定律等元件特性表达为支路电流的函数。
这种方法是求解复杂电路最基本最直接的方法。
例:
图2-2-1为例讲解支路电流法的分析步骤
1.选定各支路电流的参考方向
2.根据KCL列出独立的节点电流方程式
3.选取独立回路,根据KVL列出独立的回路电压方程
4.联立求解上述的独立方程,即可求得各支路电流
5.交验计算结果是否正确
综合例题:
课外练习
习题2-1、2-4
详细讲述支路电流法的应用,及具体分析步骤。
第3周,第2次课
2.2等效电路分析
掌握等效电路的基本思想
掌握等效电源定理,用简单的等效电路代替复杂的电路部分,从而方便电路分析。
等效电路的概念及等效变换方法
等效电路定理(戴维宁定理)
2.3等效电路分析
1.等效电路的概念
图2-3-1二端网络与等效电路的概念
2.电阻的串联和并联等效
3.电压源和电流源的串联和并联
4.实际电源模型的等效变换
实际电压源于电流源之间的等效变换。
图2-3-14
5.等效电源定理
戴维宁定理:
理想电压源替换为短路;
理想电流源替换为开路
图2-3-20,讲解戴维宁定理的步骤分析方法
6.最大功率传输
当负载电阻等于等效电源的内电阻时,等效电源向负载传输最大功率
习题2-5、2-6、2-11、2-12、2-17、2-26
讲清楚等效电路的概念和基本思想
重点讲解戴维宁定理的应用和分析方法
第4周,第1次课
2.4叠加原理
掌握叠加原理的基本思路及适用范围
叠加原理的分析方法
叠加原理的应用
是线性电路普遍适用的基本原理,是线性电路的重要性质之一。
1.内容:
包含多个独立电源的线性电路,要确定电路中任意响应电压或电流,可分别计算每个独立电源单独激励式的响应,总响应为个独立电源单独激励产生响应的代数和。
2-4-1讲解叠加原理
习题2-12
2.应用叠加原理应注意的5个问题
用叠加原理对等效电源定理的证明
习题2-13、2-14、2-15
复习等效电路分析方法,戴维宁等效定理。
比较采用等效方法的简便性。
重点说明使用叠加原理时的注意点。
第4周,第2次课
2.5结点电压法
熟练掌握结点电压的概念及方程
结点电压方程
如何快速建立结点电压方程。
2.5结点电压
1.结点电压的概念
注意:
结点电压只有选定了参考结点后才有意义。
2.结点电压方程
举例说明:
以结点电压为基本变量的电路方程组形式。
例:
图2-5-1
3.由观察法快速建立结点电压方程
对上述例题进行分析。
综合举例:
图2-5-3;
课外练习;
习题2-22、2-23、2-24
复习电位的概念,引入结点电压这个中间变量。
第5周,第1次课
3.1正弦量的基本概念
掌握正弦稳态电路与直流通路的区别
熟练掌握正弦量的基本概念
正弦稳态电路与直流通路的区别
正弦量的基本概念
3.1正弦量的基本概念
1.导入相关概念
直流稳态电路:
电路中的电压和电流不随时间而变化,达到一稳定值。
正弦稳态电路:
电路中的激励和在电路中各部分所产生的响应均是按正弦规律变化的电路。
2.正弦量相关概念
(1)画出正弦电流波形图,可以得到表达式子:
其中:
——正弦电流的瞬时值
——振幅或最大值
T——正弦函数的周期
W——相位随时间变化的速率,即角频率
——t=0时的相位,称为初始相位(出相位)
(2)周期和频率
(3)幅值和有效值
(4)相位和相位差
正弦量的三要素:
振幅,频率,初相位
3-1-3;
习题3-1、3-2、3-3
强调直流稳态电路与正弦稳态电路的区别
重点分清概念及意义。
第5周,第2次课
3.2正弦量的相量表示法及相量图
熟练掌握相量表示法及相量图
相量表示法及相量图
相量表示法
3.2正弦量的相量表示法及相量图
1.正弦量的相量表示法(复数的表示法)
四种形式:
代数形式
三角函数形式
指数函数形式
极坐标形式
复数的四则运算方法
2.正弦量的相量图
相量图中矢量表示的意义
3.相量:
只表示正弦量,不等于正弦量。
只有模和辐角两个参数。
正弦量:
有振幅,频率,出相位三个特征
例3-2-1,课外练习
习题3-4、3-5、3-6
扩展相量的表示法,及复数的四则运算,为计算相量之间的关系打下基础。
强调分清相量和正弦量的区别几个字的含义。
第6周,第1次课
3.3正弦稳态电路的相量模型
熟练掌握各元件及电路的相量模型
掌握电路定律的相量形式
各元件的相量模型
元件相量模型中电压与电流的关系
3.3正弦稳态电路的相量模型
1.元件的相量模型
(1)电阻元件
(2)电容元件
(3)电感元件
3-3-2,3-3-3
2.电路的相量模型
以RLC串联电路为例,画出相量模型
3.电路定律的相量形式
写出基尔霍夫定律的相量形式
习题3-12;
习题3-9、3-10、3-11
强调各元件上电压与电流关系的重要性。
第6周,第2次课
3.4阻抗和导纳3.5阻抗的串联和并联
熟练掌握阻抗和导纳的概念
掌握阻抗的串并联
阻抗和导纳的概念
阻抗和导纳的推广
3.4阻抗和导纳
由RLC串联电路的相量模型导入,公式推导
1.阻抗:
具有电阻的量纲,单位(若为复数,则为复阻抗)
实部:
电阻部分
虚部:
电抗部分
阻抗角:
辐角
是直流电路电阻概念在交流电路中的推广
无源元件的阻抗:
该元件电压相量与电流相量的比值,是欧姆定律在相量域的推广。
2.导纳:
阻抗的倒数。
单位:
西门子(S)
电导
电纳
3.5阻抗的串联和并联
1.阻抗的串联
2.阻抗的并联
3-5-1,课外练习
习题3-7、3-8
分清阻抗和导纳两个物理量。
第7周,第1次课
3.6正弦稳态电路的分析
熟练掌握正弦稳态电路的一般步骤
正弦稳态电路的分析方法
不同正弦稳态电路中的分析
3.6正弦稳态电路的分析
1.主要确定:
不同参数和不同结构的各种电路中电压与电流之间的关系和功率
计算步骤:
(1)画出原电路的相相量模型图
(2)格局相量模型图列出相量方程式活画出相量图
(3)用相量式或相量图求解
(4)将结果变换成所要求的形式
2.列表总结
(1)单一参数正弦交流电路的分析计算小结
(2)RLC串联正弦交流电路的分析计算小结
综合例题:
3-6-1,3-6-2,3-6-3
习题3-18、3-19、3-20
强调掌握正弦交流电路分析步骤的重要性。
第7周,第2次课
3.7正弦稳态电路的功率及功率因数的提高
熟练掌握功率的计算
功率的计算及功率因数的提高方法
功率的计算
1.正弦稳态电路的功率
(1)瞬时功率
(2)平均功率或有功功率
(3)无功功率
(4)视在功率
(5)RLC元件的正弦稳态功率
3-7-1
2.功率因数的提高
(1)概念:
功率因数
(2)功率因数低对电力系统不利的两个方面
(3)提高功率因数的方法:
补偿电容
在电感性负载两端并联电力电容器。
3-7-3
习题3-14、3-21
强调区分各功率的含义和计算公式,及之间的关系。
第8周,第1次课
4.1三相交流电源
熟练掌握三相电动势的产生和三相电源
三相电动势的产生和三相电源
三相交流电源的两种连接方法的分析
导入:
三相电路
三相交流电的优点
4.1三相交流电源
1.三相电动势的产生
(1)三相交流发电机的工作原理
(2)三相电动势的表达式
2.三相电源
(1)三相电源的星形联结
结构图:
零线、相线或端线(火线)
线电压与相电压的关系
星形联结三相电源的相量图
(2)三相电源的三角形联结
结构图
相量图
4-1-1,习题4-2
习题4-1、4-3
重点讲解三相电源的联结方式。
第8周,第2次课
4.2三相负载的星形联结4.3三相负载的三角形联结
熟练掌握三相负载的两种连接方法及电压与电流的相量关系。
三相负载的星形联结和三角形联结
两种联结方式中三相对称负载线电流与相电流之间的关系
4.2三相负载的星形联结
1.负载的星形联结图
2.相电流的关系式
3.三相对称负载线电流与相电流之间相量关系图
对称负载三线三相制电路
4.负载不对称时的计算方法
例:
4-2-1、4-2-2
4.3三相负载的三角形联结
1.负载的三角形联结图
2.三角形联结负载端相量图
3.负载不对称时的计算方法
4-3-1、4-3-2
习题4-4、4-5
强调负载两种连接方式的区别以及电压与电流之间的关系。
第9周,第1次课
5.1非正弦周期交流电路的分析方法
熟练掌握非正弦周期电压、电流的谐波分解
非正弦周期电压、电流的谐波分解
非正弦周期交流电路的谐波分解方法
5.1非正弦周期交流电路的分析方法
1.非正弦周期交流电路
(1)概念
(2)常用非正弦周期信号
2.非正弦周期电压、电流的谐波分解
以傅里叶级数形式展开
信号的幅度频谱图
3.非正弦周期交流电路的谐波分解方法
常用非正弦周期信号的谐波分解
5-1-1
习题5-1、5-2
回顾傅里叶级数的表达式,及特点
第9周,第2次课
5.2非正弦周期的有效值和平均值
掌握非正弦周期的有效值和平均值的计算
非正弦周期有效值和平均值的计算方法
1.有效值
2.电流和电压的平均值
3.非正弦周期交流电路的计算
4.非正弦周期交流电路
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- 教案 电路 模拟 电子技术