《電工基礎(chǔ)》教案9、10 電路的基本定律與分析 支路電流法、節(jié)點(diǎn)電壓法

《電工基礎(chǔ)》教學(xué)方案教師：序號(hào)：9授課時(shí)間授課班級(jí)上課地點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容支路電流法課時(shí)2教學(xué)目標(biāo)掌握支路電流法的基本概念、基本要求，會(huì)用支路電流法解題。教學(xué)重點(diǎn)支路電流法教學(xué)難點(diǎn)支路電流法的靈活應(yīng)用目標(biāo)群體電信專(zhuān)業(yè)普通大專(zhuān)生。具備了一定的物理和數(shù)學(xué)知識(shí)、掌握電器的使用和一定的操作技能。教學(xué)環(huán)境一體化教學(xué)教室教學(xué)方法課堂講授、小組討論、講練結(jié)合時(shí)間安排教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)20分鐘60分鐘一.組織教學(xué)：1、了解學(xué)生的出勤情況、學(xué)習(xí)用品準(zhǔn)備情況、學(xué)生的注意力狀況等。2、確定教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)任務(wù)：確定教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)任務(wù)，理清上課的思路。二.檢查復(fù)習(xí)：戴維南定理2、諾頓定理三.講授新知識(shí)：以各支路電流為未知量，應(yīng)用基爾霍夫定律列出節(jié)點(diǎn)電流方程和回路電壓方程，解出各支路電流，從而可確定各支路(或各元件)的電壓及功率，這種解決電路問(wèn)題的方法叫做支路電流法。對(duì)于具有b條支路、n個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路，可列出(n1)個(gè)獨(dú)立的電流方程和b(n1)個(gè)獨(dú)立的電壓方程。例1.19如圖1-87所示電路，已知E1=42V，E2=21V，R1=12，R2=3，R3=6，試求：各支路電流I1、I2、I3。解：該電路支路數(shù)b=3、節(jié)點(diǎn)數(shù)n=2，所以應(yīng)列出1個(gè)節(jié)點(diǎn)電流方程和2個(gè)回路電壓方程，并按照RI=E列回路電壓方程的方法：(1)I1=I2+I3(任一節(jié)點(diǎn))(2)R1I1+R2I2=E1+E2(網(wǎng)孔1)(3)R3I3R2I2=E2(網(wǎng)孔2)代入已知數(shù)據(jù)，解得：I1=4A，I2=5A，I3=1A圖1-87例1.19圖電流I1與I2均為正數(shù)，表明它們的實(shí)際方向與圖中所標(biāo)定的參考方向相同，I3為負(fù)數(shù)，表明它們的實(shí)際方向與圖中所標(biāo)定的參考方向相反。10分鐘四、鞏固新知識(shí)：通過(guò)實(shí)物、圖片演示、視頻播放、現(xiàn)場(chǎng)參觀等形式認(rèn)識(shí)常見(jiàn)直流電路的規(guī)律。根據(jù)任務(wù)要求認(rèn)識(shí)常見(jiàn)電路的作用。五、布置課外作業(yè)：檢查學(xué)習(xí)目標(biāo)是否達(dá)到，認(rèn)識(shí)任務(wù)是否完成、是否根據(jù)任務(wù)要求學(xué)會(huì)了常見(jiàn)電路的規(guī)律和常見(jiàn)電路的應(yīng)用。布置本次課的課外作業(yè)。作業(yè)1.13教學(xué)反饋大部分學(xué)生積極性較高，積極參與，學(xué)習(xí)效果較好。但有一部分學(xué)生基礎(chǔ)太差，學(xué)習(xí)難度較大；加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的針對(duì)性，使之更符合專(zhuān)業(yè)要求和學(xué)生的實(shí)際水平?！峨姽せA(chǔ)》教學(xué)方案教師：序號(hào)：10授課時(shí)間授課班級(jí)上課地點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容節(jié)點(diǎn)電壓法課時(shí)2教學(xué)目標(biāo)掌握節(jié)點(diǎn)電壓法的基本概念、基本要求，會(huì)用節(jié)點(diǎn)電壓法解題。教學(xué)重點(diǎn)節(jié)點(diǎn)電壓法教學(xué)難點(diǎn)節(jié)點(diǎn)電壓法的靈活應(yīng)用目標(biāo)群體電信專(zhuān)業(yè)普通大專(zhuān)生。具備了一定的物理和數(shù)學(xué)知識(shí)、掌握電器的使用和一定的操作技能。教學(xué)環(huán)境一體化教學(xué)教室教學(xué)方法課堂講授、小組討論、講練結(jié)合時(shí)間安排教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)20分鐘60分鐘一.組織教學(xué)：1、了解學(xué)生的出勤情況、學(xué)習(xí)用品準(zhǔn)備情況、學(xué)生的注意力狀況等。2、確定教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)任務(wù)：確定教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)任務(wù)，理清上課的思路。二.檢查復(fù)習(xí)：支路電流法三.講授新知識(shí)：節(jié)點(diǎn)電壓方法是在電路中，當(dāng)選取任一節(jié)點(diǎn)作為參考節(jié)點(diǎn)時(shí)，其余節(jié)點(diǎn)與此參考節(jié)點(diǎn)之間的電壓稱(chēng)為對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓。在圖1-88所示電路中，當(dāng)選擇c點(diǎn)作為參考節(jié)點(diǎn)時(shí)，a點(diǎn)與c點(diǎn)間的電壓稱(chēng)為a點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓，同理b點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓為，常簡(jiǎn)寫(xiě)為。以節(jié)點(diǎn)電壓作為未知量，對(duì)個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)列寫(xiě)KCL方程，從而求出各節(jié)點(diǎn)電壓繼而進(jìn)一步求解其他電量的電路分析方法，稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)電壓法。下面以圖1-88所示電路為例，推導(dǎo)節(jié)點(diǎn)電壓方程。假設(shè)已知。以節(jié)點(diǎn)c為參考節(jié)點(diǎn)，選擇各支路電流參考方向如圖所示，對(duì)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)a、b列寫(xiě)KCL方程，得到：(1-45)(1-46)其中：(1-47)(1-48)(1-49)(1-50)將（式1-47）~（式1-50）代入（1-45）、（式1-46）中，整理得到：(1-51)(1-52)聯(lián)立(式1-51)(式1-52)求解可得，再代入（式1-47）~（式1-58）即得到各支路電流。（式1-53）（式1-54）可寫(xiě)成如下形式：（1-53）（1-54）式中：Gaa稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)a的自電導(dǎo)，它等于與節(jié)點(diǎn)a相連的各支路導(dǎo)納之和，總?cè)≌?；Gbb稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)b的自電導(dǎo)，它等于與節(jié)點(diǎn)b相連的各支路導(dǎo)納之和，總?cè)≌籊ab(Gba)稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)a,b之間（b,a之間）的互電導(dǎo)，它等于a,b兩節(jié)點(diǎn)間各支路電導(dǎo)之和，總?cè)∝?fù)。當(dāng)電路只含兩個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為參考節(jié)點(diǎn)，只剩下一個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)，因而只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓方程：（1-55）式（1-55）就是米爾曼定理，也稱(chēng)為米爾曼公式。例1.20已知US1=6V,US4=8V,R1=3Ω,R3=1Ω,R3=6Ω,R4=4Ω,R5=7Ω，利用節(jié)點(diǎn)法求圖1-88所示電路中各支路電流。圖1-88例1.20圖解：以c點(diǎn)作為參考節(jié)點(diǎn)，對(duì)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)a、b列寫(xiě)節(jié)點(diǎn)電壓方程：節(jié)點(diǎn)a：節(jié)點(diǎn)b：代入數(shù)據(jù)得到：，，，，10分鐘四、鞏固新知識(shí)：通過(guò)實(shí)物、圖片演示、視頻播放、現(xiàn)場(chǎng)參觀等形式認(rèn)識(shí)常見(jiàn)直流電路的規(guī)律。根據(jù)任務(wù)要求認(rèn)識(shí)常見(jiàn)電路的作用。五、布置課外作業(yè)：檢查學(xué)習(xí)目標(biāo)是否達(dá)到，認(rèn)識(shí)