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1、电气与信息工程系教案第 1 次课授课时间课程名称电路院系电气与信息工程系班级、层次任课教师职务助教授课方式理论 +实践学时2 授课题目章，节绪论简介电路理论1-1 电路和电路模型1-2 电流和电压的参考方向基本教材( 或主要参考书) 电路邱关源第五版教学目的与要求：1. 知识与技能目标：了解电路和电路模型的概念及组成，掌握电流和电压的参考方向及关联参考方向的概念和应用。2. 过程与方法目标：培养学生的分析能力、动手能力、利用所学知识解决实际问题的能力。3. 情感目标：激发学生对电气相关专业课程的学习热情。教学重点与难点：重点： 1. 电路与电路模型；2. 电流和电压的参考方向。难点： 1. 电
2、流和电压的参考方向；2. 关联参考方向。教学过程设计：1.自我介绍2.课程介绍3.教学要求4.导入新课5.小结与作业教学方法及手段：讲述法、演示法、发现法、讨论法精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 13 页教案续页讲授与指导内容讲课、互动内容设计课时分配备注1. 自我介绍2. 课程介绍：1电路课的地位与作用；2电气工程及其自动化专业介绍及就业方向。3. 授课内容与学时分配：理论36 学时 ，试验是 12 学时：平时成绩 40 分 ，考试成绩 60 分第一章电路模型和电路定律1-1 电路和电路模型一、实际电路1. 定义 : 为
3、了某种需要， 由电路部件 例如： 电阻器、 蓄电池等和电路器件例如：晶体管、集成电路等相互连接而成的电流通路装置。2实际电路举例3. 实际电路的主要作用：1电能的传输、分配与转换2传递和处理信号4. 基本概念：1激励：电源或信号源产生的电压或电流，也称为输入。2响应：由激励在电路各部分产生的电压和电流，也称为输出。3电路分析：在已知电路结构和元件参数的条件下，讨论电路激励和响应之间的关系。大 家 想 一 想 为什 么 要 学 习 电路 课 ？ 今 后 本专 业 可 以 的 就业方向。从 实 际 中 举 两三个实例， 总结出 实 际 电 路 的主要作用：1电能的传输 、 分 配 与 转换；2传递
4、和处理信号。1 分钟6 分钟 2分钟16 分钟精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 13 页4电路理论： 研究电路中发生的电磁现象，并用电流、 电荷、电压、磁通等物理量描述其过程。注意：电路理论主要是计算电路中各部件、器件的端子电流和端子间的电压，一般不涉及内部发生的物理过程。本书讨论的电路不是实际电路，而是其电路模型。因为实际电路形式多样而且复杂， 为了便于分析和计算常把实际电路抽象成电路模型二、电路模型1. 概念： 实际电路的电路模型是由理想电路元件相互连接而成的电路。2. 理想电路元件：有某种确定的电磁性能的假想元件，具
5、有精确的数学定义。3.5 种理想电路元件主要有：1电阻元件R：表示消耗电能的元件。电路符号特点：只消耗电能，既不能贮藏电能，也不贮藏磁能。2电感元件L：表示产生磁场，储存磁场能量的元件电路符号特点：只贮藏磁能，既不消耗电能，也不贮藏电能。3电容元件C：表示产生电场，储存电场能量的元件。电路符号特点：只贮藏电能，不消耗电能，也不贮藏磁能。4电源元件：表示将其他形式的能量转变成电能的元件。 a. 电压源 b. 电流源注意： 5 种基本理想电路元件有三个特征：a只有两个端子；b可以用电压或电流按数学方式描述；c不能被分解为其他元件。组成：电源、负载、中间环节例：手电筒电池开关灯泡EsRRS三. 建模
6、：1. 概念：用理想电路元件或他们的组合模拟实际器件。直流模型较低频率模型较高频率模型依 据 电 路 模 型和 理 想 电 路 元件的概念， 给出五 中 常 用 的 理想电路元件， 并总 结 出 他 们 各自 的 特 点 和 共同特征。进一步引 出 本 节 课 的主 要 内 容 之 一实 际 电 路 与 电路模型。20 分钟第一节课完 8分钟精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 13 页注意： ，并按不同的精度要求把给定工作情况下的主要物理功能反应出来。，只要具有相同的主要电磁性能，在一定条件下可用同一个模型表示。3. 结论：
7、a. 在不同的条件下，同一实际器件可能采用不同的模型；，模型取得复杂会造成分析困难，取得简单不足以反映所求解的真实情况。四、学习本课程需注意的几个问题1电路一般是指由理想电路元件构成的抽象电路或电路模型，而非实际电路；2. 理想电路元件简称为电路元件；“网络”network 和“电路” circuit将不加区别地被引用；4. 在本书中，随时间变化的物理量一般用小写字母表示，如u(u(t)、i(i(t)、q(q(t)等。不随时间变化的物理量一般用大写字母表示，如U、I 、Q等。5. 本书所涉及的主要内容是电路分析，探讨电路的基础定律和定理，讨论各种计算方法，为学习电气工程技术、电子和信息工程技术
8、等建立必要的理论基础。1-2 电流和电压的参考方向电路中的主要涉及的物理量有电压、电流、电荷、磁链、能量、电功率等。在线性电路分析中人们主要关心的物理量是电流、电压和功率。在进行电路分析时，必须在电路图上指出电压和电流的方向，才能正确列出方程。一、电流的参考方向：带电粒子有规则的定向运动。2. 电流强度： 单位时间内通过导体横截面的电荷量。t 时刻导体中的电流强度tqtqitddlim)(0deft如果电荷不随时间而变化，这种电流称为直流电流。：KA、A、mA、A。336110,110,110KAA mAAAA：规定正电荷的运动方向为电流的实际方向元件 ( 导线 ) 中电流流动的实际方向只有两
9、种可能: ERiABi1E1R2E2RR在简单电路中，电流的实际方向不难判断；但是，复杂电路或电路中的电流随时间变化时，其电流的实际方向往往很难事先判断。为了分析电路的方便，故引入了参考方向。利用PPT 演示 实 际 电 路 图的 方 式 引 入 新课 2 分钟15 分钟精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 13 页5. 电流的参考方向：人为的假定。 为了分析电路方便相同0i6.电流的参考方向与实际方向的关系：相反0i注： 选定了参考方向以后，电流有了正负之分，成为一个代数量。7.电流参考方向的两种表示方法：1箭头： 箭头的指
10、向为电流的参考方向。ABi2双下标： 如ABI, 电流的参考方向由A 指向 B。ABABi二、电压的参考方向1.电压： 两点之间的电位之差。2.电压的实际正方向：由高电位指向低电位，即电位真正降低的方向。3.电压的参考方向：人为的假定，假设的电位降低方向。相同0u4.电压的参考方向与实际方向的关系：相反0uAB0uAB0u5.电压参考方向的三种表示方法：(1) 用箭头表示AB(2) 用双下标表示ABABu(3) 用正负极性表示AB6. 电压的单位：KV、V、mV；336110 ,110 ,110KVV mVVVV三、关联参考方向iiUU关联参考方向非关联参考方向我们在分析电路时，一般采用关联参
11、考方向。假设选取关联参考方向，只需标出一种参考方向即可。本 节 中 的 重 点和难点内容， 讲解 完 理 论 后 会有 课 堂 练 习 进行稳固。10 分钟10 分钟第二节课完精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 13 页教案末页小结本次课是电路课程的第一次授课，通过绪论部分的讲解，我们对电路这门课程的授课和考核方式有了基本的了解。本节课主要介绍了电路和电路模型的概念及组成；电流和电压的参考方向及关联参考方向的概念和应用。其中电流和电压的参考方向既是本节课的重点也是本节课程的难点，同学们课后一定要认真做作业，让本节课的内容得到
12、更好的理解和稳固。复 习 思 考题，作业题复习要点： 1. 电路吸收或发出功率的判断重点 2.理想电压源重点 3.理想电流源重点思考题：1电路吸收或发出功率的判断标准？2电压源和电流源在实际应用中的注意事项？作业 : p25 练习题 1-1 实施情况及分析精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 13 页电气与信息工程系教案第 2 次课授课时间课程名称电路院系电气与信息工程系班级、层次13 电气本 2 任课教师史云玲职务助教授课方式理论 +实践学时2 授课题目章，节1-3 电功率和能量1-4 电路元件1-5 电阻元件1-6 电压源
13、和电流源基本教材( 或主要参考书) 电路邱关源第五版教学目的与要求：1. 知识与技能目标：了解电功率、电流源、电压源的概念，掌握电功率的计算、电阻元件的约束条件和电压源模型。2. 过程与方法目标：培养学生的分析能力、动手能力、利用所学知识解决实际问题的能力。3. 情感目标：激发学生对电气相关专业课程的学习热情。教学重点与难点：重点： 2.理想电压源 3.理想电流源难点教学过程设计：1.知识回忆2.讲授新课3.小结与作业教学方法及手段：讲述法、演示法、发现法、讨论法精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 13 页教案续页讲授与指导
14、内容讲课、互动内容设计课时分配备注1-3 电功率和能量一、电功率p1、定义： 单位时间内电场力所做的功。2、大小：ddddddwwqpuitqt单位： W 3、电路吸收或发出功率的判断1u, i 取关联参考方向：iu0p吸收正功率(实际吸收 ) pui表示元件吸收的功率0p吸收负功率实际发出2u, i 取非关联参考方向：iu0p发出正功率(实际发出 ) pui表示元件发出的功率0p发出负功率实际吸收4.判断一个元件是吸收还是发出功率时，也可用以下的方法：1电压 U 和电流 I 的实际方向一致，元件实际吸收功率。2电压 U 和电流 I 的实际方向相反，元件实际发出功率。例 1：方框代表电源或负载
15、，电流和电压的参考方向如下图。120,UV23412320 ,100 ,120 ,10 ,20 ,10UV UV UV IA IA IA。1标出各电流的实际方向和极性。2判断哪几个方框是电源，哪几个方框是负载。3检验其功率是否平衡？12341U2U3U4U1I2I3I12341U2U3U4U1I2I3I解：如下图。 1、 4 为电源， 2、3 为负载。用 复 习 提 问 的方式导入新课此 处 为 本 次 课程 的 重 点 和 难点内容，讲解完基本原理后， 安排 相 应 的 随 堂练 习 帮 助 同 学们理解此难点。20 分钟3 分钟5 分钟6 分钟精选学习资料 - - - - - - - -
16、- 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 13 页1420 10200,120 101200PW PW，141400PPW23132020400,100 101000,1400PW PW PPW经检验，功率平衡。注：对一完整的电路，发出的功率消耗的功率二、能量2211ttttWpdtu idt单位： J 1-4 电路元件一、集总电路1、集总元件： 在任何时刻，流入二端元件的一个端子的电流一定等于从另一端子流出的电流，两个端子之间的电压为单值量。当构成电路的器件以及电路本身的尺寸远小于电路工作时的电磁波的波长，或者说电磁波通过电路的时间可认为是瞬时的，这种理想电路元件称为集总元
17、件或集总参数元件。2、集总电路： 由集总元件构成的电路称为集总电路。例 1：日光灯， 50Hz工频情况下，电磁波长为6000 公里，日光灯电路为集总电路，同样的波长对于远距离传输线来说，就是非集总电路。例 2：收音机收听北京音乐台，取近似值100MHz ，电磁波波长=?C = f=3 米电路为非集总路。二、电路元件的分类1、 按与外部连接的端子数目：二端元件、 三端元件、 四端元件；2、从是否源分：有源元件、无源元件；3、从性质关系：线性元件、非线性元件；4、和时间关系：时变元件、时不变元件。1-5 电阻元件一、电阻元件1、电路符号 :R2、ui之间的约束关系：满足欧姆定律：即uRiu、i取关
18、联参考方向RuioiuuiGuR伏安特性1GR称为电导，单位：S(西门子 ) 10 分钟9 分钟第一节课完6 分钟3 分钟3 分钟2 分钟8 分钟12 分钟第二节课完精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 13 页注：假设u、i取非关联参考方向，Riu则有：uRi，iGu二、功率和能量1、功率Riu2pu ii R 吸收功率注：上述结果说明电阻元件在任何时刻总是消耗功率的。2、能量从t到0t电阻消耗的能量：00dtdtttRttWpui三、电阻的开路与短路1、短路：0u，0 GRor uiuio伏安特性2、开路：0 i， G0R
19、or uiuio伏安特性四、非线性电阻元件( )uf iuio伏安特性1-6 电压源和电流源一、电压源1、 定义：其端电压总能保持定值或一定的时间函数关系的元件。2、电路符号：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 13 页isusU3、电压源的电压、电流关系1电源两端的电压由电源本身决定，与外电路和流经它的电流大小无关。2通过电压源的电流由外电路决定。i5suVRisu注意：电压源不能短路。4、电压源的功率电压、电流的参考方向非关联 时，电压源 发出 的功率为：SPu i二、电流源1、 定义：输出电流总能保持定值或一定的时间
20、函数关系的元件。2、电路符号：siu3、电流源的电压、电流关系1电流源的输出电流由电源本身决定；与外电路无关，与它两端电压无关。2电流源的电压由外电路决定。2siAuRsiu注意：电流源不能开路！4、电流源的功率电压、电流的参考方向非关联时，电流源发出的功率为：SPui例：电路如下图。 求： 1电流源的端电压u 和电压源的电流i。2求两电源的功率。2siAu10suVi精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 13 页教案末页小结本节课主要介绍了电功率、电流源、电压源的基本概念，同学们需要重点掌握电路吸收或发出功率的判断方法。课后一定要认真做作业，让本节课的内容得到更好的理解和稳固。复 习 思 考题，作业题复习要点：重点重点重点思考题：1常见受控源的类型？2受控源与独立源的区别？3什么是基尔霍夫电流定律？4什么是基尔霍夫电流定律？作业 : p25 练习题 1-2 1-3 1-4 1-5 实施情况及分析精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 13 页
