《电工理论教学教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工理论教学教案（67页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第二章第二章 电工基础知识电工基础知识一、教学要求：1、熟练掌握电路的组成和常用的基本物理量2、熟练掌握串、并联电路的特点。3、熟练掌握交流电的概念及分类。4、熟知电磁感应的楞次定律，感生电动式和感生电流的产生条件。5、能够熟练使用“右手定责”判断直流感生磁场的方向。6、熟知法拉第电磁感应定律，掌握自感和互感的感念、一般计算及特点。12、熟知二极管和三级管的组成、结构、特性及在电子电路中的作用与一般应用。二、教学重点：1、电路的常识及相关内容。2、电子技术常识。三、教学难点：1、电磁感应及相关知识。2、电子技术多级放大电路。四、课时分配：本章内容共需 2 课时1、1 课时讲电路的常识及相关内
2、容。2、1 课时讲电磁感应及电子技术常识。五、教学内容：1、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。第三章 电工测量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，
3、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图 1-1 简单的直流电路 2器、保险丝等保险装置，以避免发生短路时出现不良后果。4、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 I 表示。电流国际单位制为安培(A)，常用的电流单位还有毫安 mA、微安 A、千安kA 等
4、，它们与安培的换算关系为 1 mA = 10-3A； 1 A = 10-6 A； 1 kA = 103 A5、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 = 103 V； 1 V = 106 V； 1 kV = 103 V6、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。电阻定律： SlR 制成电阻的材料电阻率，国际单
5、位制为欧姆 米( m) ；绕制成电阻的导线长度，国际单位制为米(m)；lS 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()。经常用的电阻单位还有千欧 (k)、兆欧(M)，它们与 的换算关系为1 k = 103 ； 1 M = 106 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 1C 时电阻值发生变化的百分数。7、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)。8、功率电功率(简称功率
6、)所表示的物理意义是电路元件或设备在单位时间内吸收或发出的电能。功率的国际单位制单位为瓦特(W)，常用的单位还有毫瓦(mW)、千瓦(kW)，它们与 W的换算关系是1 mW = 103 W； 1 kW = 103 W9、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3际单位制为焦尔(J)，电能的计算公式为W = P t = UIt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 = 3.6 106 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。10、焦尔定律电流通过导体
7、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。11、电阻串联电路的特点设总电压为 U、电流为 I、总功率为 P。1. 等效电阻: R =R1 R2 Rn2. 分压关系： IRU RU RU RUnn 22113. 功率分配： 22211I RPRPRPRPnn 12、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 = G1 G2 Gn 即 nRRRR111121 （2） 分流关系： R1I1 = R2I2 = = RnIn
8、 = RI = U（3） 功率分配： R1P1 = R2P2 = = RnPn = RP = U213、交流电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。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) = Imsin(t i0)u(t) = Umsin(t u0)e(t) = Emsin(t e0)式中，Im、Um、Em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)； 叫做交流电的角频率，单位为弧度/秒
9、(rad/s)，它表征正弦交流电流每秒内变化的电角度；i0、u0、e0分别叫做电流、电压、电图 2-10 电阻的并联4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。.（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（2）频率：交流电周期的倒数叫做频率(用符号 f 表示)，即Tf1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(
10、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 = 2f13、一定条件下，由磁产生电的现象，称为电磁感应现象，产生的电流叫感应电流。（1）当穿过闭合回路的磁通发生变化时，回路中就有感应电流产生。（2）右手定则：当闭合回路中一部分导体作切割磁感线运动时，所产生的感应电流方向可用右手定则来判断。伸开右手，使拇指与四指垂直，并都跟手掌在一个平面内，让磁感线穿入手心，拇指指向导体运动方向，四指所指的即为感应电流的方向。（3）楞次定律：当将磁铁插入或拔出线圈时，线圈中感应电流所产生的磁场方向，总是阻碍原磁通的变化。这就是楞次定律的内容。（4）法拉第电磁感应定律：在磁场中，运动导线产生的
11、感应电动势的大小与磁感应强度B、导线长度 l、导线运动速度 v 以及运动方向与磁感线方向之间夹角的正弦 sin 成正比（E = Bl v2 = Bl vsin） 。（4）自感现象：当线圈中的电流变化时，线圈本身就产生了感应电动势，这个电动势总是阻碍线圈中电流的变化。这种由于线圈本身电流发生变化而产生电磁感应的现象叫自感现象，简称自感。在自感现象中产生的感应电动势，叫自感电动势。考虑自感电动势与线圈中电流变化的定量关系。当电流流过回路时，回路中产生磁通，叫自感磁通，用 L 表示。当线圈匝数为 N 时，线圈的自感磁链为L = N L同一电流流过不同的线圈，产生的磁链不同，为表示各个线圈产生自感磁链
12、的能力，将线圈的自感磁链与电流的比值称为线圈的自感系数，简称电感，用 L 表示 ILL即 L 是一个线圈通过单位电流时所产生的磁链。电感的单位是亨利(H)以及毫亨(mH)、微亨(H)，它们之间的关系为1 H = 103 mH = 106 H（5）互感现象：由于一个线圈的电流变化，导致另一个线圈产生感应电动势的现象，称为互感现象。在互感现象中产生的感应电动势，叫互感电动势。 第三章第三章 电工测量电工测量一、教学要求：1、熟知电工仪表的分类，精度等级，能够熟练掌握电工仪表常用符号。52、熟练掌握各类电工仪表的使用方法，能够正确使用各类电工仪表进行测量操作。3、熟知各类电工仪表的使用注意事项，并正
13、确操作使用。二、教学重点：1、各类电工仪表的使用方法三、教学难点：1、各类电工仪表的工作原理。四、课时分配：本章内容共需 2 课时1、1 课时讲电路的常识及相关内容。2、1 课时讲电磁感应及电子技术常识。五、教学内容：1、 电工仪表的类型、误差和准确电工仪表是实现电工测量过程所需技术工具的总称。电工仪表的测量对象主要是电学量与磁学量。电学量又分为电量与电参量。通常要求测量的电量有电流、电压、功率、电能、频率等；电参量有电阻、电容、电感等。通常要求测量的磁学量有磁感应强度、磁导率等。 电工仪表的分类（1）按测量方法可分为比较式和直读式两类。比较式仪表需将被测量与标准量进行比较后才能得出被测量的数
14、量，常用的比较式仪表有电桥、电位差计等。直读式仪表将被测量的数量由仪表指针在刻度盘上直接指示出来，常用的电流表、电压表等均属直读式仪表。直读式仪表测量过程简单，操作容易，但准确度不可能太高；比较式仪表的结构较复杂，造价较昂贵，测量过程也不如直读法简单，但测量的结果较直读式仪表准确。（2） 按被测量的种类可分为电流表、电压表、功率表、频率表、相位表等。（3）按电流的种类可分为直流、交流和交直流两用仪表。（4）按工作原理可分为磁电式、电磁式、电动式仪表等。（5）按显示方法可分为指针式（模拟式）和数字式。指针式仪表用指针和刻度盘指示被测量的数值；数字式仪表先将被测量的模拟量转化为数字量，然后用数字显
15、示被测量的数值。（6） 按准确度可分为 0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5 和 5.0 共 7 个等级。电工仪表的误差和准确度电工仪表的准确度是指测量结果（简称示值）与被测量真实值（简称真值）间相接近的程度，是测量结果准确程度的量度。误差是指示值与真值的偏离程度。准确度与误差本身的含义是相反的，但两者又是紧密联系的，测量结果的准确度高，其误差就小，因此，在实际测量中往往采用误差的大小来表示准确度的高低。由于制造工艺的限制及测量时外界环境因素和操作人员的因素，误差是不可避免的。根据引起误差的原因不同，仪表误差可分为基本误差和附加误差。基本误差是在规定的温度、湿度、频率、波形、放置方式以及无外界电磁场干扰等正常工作条件下，由于仪表本身的缺点所产生的误差。附加误差是由于外界因素的影响和仪表放置不符合规定等原因所产生的误差。附6加误差有些可以消除或限制在一定范围内，而基本误差却不可避免。电工仪表分类表：2、各类电工仪表的结构及工作原理 指针式仪表的结构及工作原理电工测量中常用的指针式仪表有磁电式、电动式、电磁式
