【高教版-周绍敏】 电工技术基础与技能教案
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电工基础周绍敏教案一、教学目标:本教案旨在帮助学生全面了解电工基础知识,包括电流、电压、电阻等基本概念及其计算方法,掌握电路中串联和并联电阻的计算方法,了解电功率和电能的概念及其计算,以及基本的电工安全知识。
二、教学内容:1. 电流的概念与计算方法- 介绍电流的基本概念和单位- 讲解欧姆定律及其公式,引导学生运用欧姆定律计算电流2. 电压的概念与计算方法- 介绍电压的基本概念和单位- 讲解电压与电势差的区别与联系- 引导学生运用电压公式计算电压3. 电阻的概念与计算方法- 介绍电阻的基本概念和单位- 讲解电阻与电阻率的关系- 引导学生运用电阻公式计算电阻4. 串联电阻的计算方法- 讲解串联电路的概念与特点- 引导学生掌握串联电阻的计算方法和公式5. 并联电阻的计算方法- 讲解并联电路的概念与特点- 引导学生掌握并联电阻的计算方法和公式6. 电功率与电能的概念与计算方法- 介绍电功率和电能的基本概念和单位- 引导学生掌握电功率和电能的计算方法和公式7. 电工安全知识- 讲解电工工作中的常见危险因素- 引导学生学习电工安全的基本措施和注意事项三、教学步骤:1. 导入(5分钟)- 引导学生回顾上节课所学内容,了解电流、电压、电阻的基本概念和单位。
2. 电流与电压的讲解(15分钟)- 通过实例引导学生理解电流与电压的概念及其计算方法。
3. 电阻的讲解(15分钟)- 解释电阻的概念和单位,并与电阻率进行对比。
- 引导学生运用电阻公式计算电阻。
4. 串联电阻的计算(15分钟)- 讲解串联电路的概念和特点。
- 引导学生掌握串联电阻的计算方法和公式。
5. 并联电阻的计算(15分钟)- 讲解并联电路的概念和特点。
- 引导学生掌握并联电阻的计算方法和公式。
6. 电功率与电能的计算(15分钟)- 介绍电功率和电能的概念和单位。
- 引导学生掌握电功率和电能的计算方法和公式。
7. 电工安全知识讲解(15分钟)- 讲解电工工作中的常见危险因素,并提供相关的安全措施和注意事项。
7.3正弦交流电的表示法教学目标:掌握正弦交流电的各种表示方法(解析式表示法、波形图表法和矢量图表示法)以及相互间的关系。
教学重点:1.波形图表示法。
2.矢量图表示法。
教学难点:矢量图表示法授课时数:4课时教学过程:课前复习:1.什么是正弦交流电的三要素?2.已知U = 220V,f = 50 Hz,ϕ0 = - 90︒,试写出该交流电压的解析式。
一、解析式表示法e = E m sin(ω t + ϕe0)I = I m sin(ω t + ϕi0)u = U m sin(ω t + ϕu0)上述三式为交流电的解析式。
从上式知:已知交流电的有效值(或最大值)、频率(或周期、角频率)和初相,就可写出它的解析式,从而也可算出交流电任何瞬时的瞬时值。
例1:某正弦交流电的最大值I m = 5 A,频率f = 50 Hz,初相ϕ = 90º,写出它的解析式,并求t = 0时的瞬时值。
二、波形图表示法1.点描法2.波形图平移法ϕ0 > 0图像左移,ϕ0 < 0波形图右移,结合P109 图7-8讲解。
有时为了比较几个正弦量的相位关系,也可把它们的曲线画在同一坐标系内。
例2:已知电压为220 V,f = 50 Hz,ϕ = 90º,画出它的波形图。
例3:已知u = 100 sin ( 100 π t - 90º )V ,求:(1)三要素;(2)画出它的波形图。
三、矢量图表示法正弦交流电可用旋转矢量来表示:1.以e = E m sin (ωt + ϕ0 )为例,加以分析。
在平面直角坐标系中,从原点作一矢量E m,使其长度等于正弦交流电动势的最大值E m,矢量与横轴OX的夹角等于正弦交流电动势的初相角 ϕ0,矢量以角速度ω逆时针方向旋转下去,即可得e的波形图。
2.矢量:表示正弦交流电的矢量。
用大写字母上加“•”符号表示。
3.矢量图:同频率的几个正弦量的矢量,可画在同一图上,这样的图称为矢量图。
闭合回路。
2•电路的组成:电源、用电器、导线、开关(画图讲解) <(1)电源:把其他形式的能量转化为电能的装置。
如:干电池、蓄电池等。
(2)用电器:把电能转变成其他形式能量的装置,常称为电源负载。
如电灯等。
(3)导线:连接电源与用电器的金属线。
作用:把电源产生的电能输送到用电器。
(4)开关:起到把用电器与电源接通或断开的作用。
二、电路的状态(画图说明)1.通路(闭路):电路各部分连接成闭合回路,有电流通过。
2•开路(断路):电路断开,电路中无电流通过。
3•短路(捷路):电源两端或电路中某些部分被导线直接相连。
短路时电流很大,会损坏电源和导线,应尽量避免。
三、电路图1•电路图:用规定的图形符号表示电路连接情况的图。
2•几种常用的标准图形符号。
1.2 电流一、电流的形成1•电流:电荷的定向移动形成电流。
(提问)2•在导体中形成电流的条件(1)要有自由电荷。
(2)必须使导体两端保持一定的电压(电位差)。
二、电流1•电流的大小等于通过导体横截面的电荷量与通过这些电荷量所用时间的比值。
I = qt2.单位:1A 1C/s ; 1mA 10 3A; 1 A 10 6A3.电流的方向实际方向一规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向。
提问:金属导体、电解液中的电流方向如何?参考方向:任意假定。
4.直流电:电流方向和强弱都不随时间而改变的电流。
(画图说明)习题(《电工技术基础与技能》周绍敏主编)八 1 •是非题(1)〜(3)1•电路的组成及其作用。
2.电路的三种工作状态。
3•形成电流的条件。
4.电流的大小和方向。
小结5.直流电的概念。
习题(《电工技术基础与技能》周绍敏主编)1 .选择题⑴、⑵。
布置作业2 .填空题(1)〜(3)。
精品文档、电阻1.导体对电流所呈现出的阻碍作用。
不仅金属导体有电阻,其他物体也有电阻。
2 .导体电阻是由它本身的物理条件决定的。
例:金属导体,它的电阻由它的长短、粗细、材料的性质和温度决定。
第 1 章认识电路考纲要求掌握电路组成的基本要素;理解电路模型,能识读简单电路图。
理解电路的基本物理量(电动势、电流、电位、电压)的概念及其单位。
熟练掌握电动势、电流、电压的参考方向(正方向)和数值正负的意义及在电路计算时的应用。
理解电功和电功率的概念,掌握焦耳定律和电功、电功率的计算。
了解电阻器及其参数,会计算导体电阻;理解电阻的概念和电阻与温度的关系,熟练掌握电阻定律。
了解超导现象。
掌握部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律.课题§1-1电路§1-2电流课型新课授课时数 1教学目标路的组成及其作用,电路的三种基本状态。
理解电流产生的条件和电流的概念,掌握电流的计算公式。
教学重点电路各部分的作用及电路的三种状态。
电流的计算公式。
教学难点对电路的三种状态的理解。
第 1 节电路一、电路的组成1.电路:由电源、用电器、导线和开关等组成的闭合回路。
2.电路的组成:电源、用电器、导线、开关(画图讲解)。
①电源:把其他形式的能转化为电能的装置。
如:干电池、蓄电池等。
②用电器:把电能转变成其他形式能量的装置,常称为电源负载。
如电灯等。
③导线:连接电源与用电器的金属线。
作用:把电源产生的电能输送到用电器。
④开关:起到把用电器与电源接通或断开的作用。
二、电路的状态(画图说明)1.通路(闭路):电路各部分连接成闭合回路,有电流通过。
2.开路(断路):电路断开,电路中无电流通过。
3.短路(捷路):电源两端或者电路中某些部分被导线直接相连,这时电源输出的电流不经过负载,只经过连接导线直接流回电源,这种状态叫做短路状态,简称短路。
注意:短路时电流很大,会损坏电源和导线,应尽量避免。
三、电路图1.电路图:用规定的图形符号表示电路连接情况的图。
2.几种常用的标准图形符号。
第 2 节电流一、电流的形成1.电流:电荷的定向移动形成电流。
(提问)2.在导体中形成电流的条件:①要有自由电荷。
②必须使导体两端保持一定的电压(电位差)。
课题实训室认识和安全用电(导言)课型新课授课班级授课时数 4教学目标1.通过现场观察与讲解,了解电工实训室的电源配置,认识交、直流电源、基本电工仪器仪表及常用电工工具;对本课程形成初步认识,培养学习兴趣。
2.了解电工实训室操作规程及安全y的规定,树立安全用电与规范操作的职业意识。
3.通过模拟演示等教学手段,了解人体触电的类型及常见原因,掌握防止触电的保护措施,了解触电的现场处理措施。
4.通过模拟演示等教学手段,了解电气火灾的防范及扑救常识,能正确选择处理方法教学重点1.通过现场观察与讲解,对本课程形成初步认识,培养学习兴趣。
2.树立安全用电与规范操作的职业意识。
对人体触电的模拟。
教后记新课一、实训室的认识1.实训前做好必要准备工作,如熟悉实训室各设备、仪器的说明书,布线图;编制项目计划书、绘制必要的数据与各类文字记录表格等;填写实训预习报告并交指导教师批阅;实训后写出内容完整,条理清楚,简要整洁的实训报告。
2.学生进入实训室前,按规定穿戴安全保护用品。
进入实训室后,服从指导教师安排,进入指定工位,不得擅自动用设备与工具,并填好《实训记录卡》。
3.室内任何电器设备,未经验电,一般视为有电,不准用手触及,任何接、拆线都必须切断电源后方可进行。
4.学生实施项目计划。
连接电路时,先接设备,后接电源;拆电路时,先拆电源,后拆设备;组装完毕应先自查,后请指导教师复查线路,确认无误后,给实训台送电调试,一人监护,一人操作,决不允许学生擅自合闸送电,同时记录数据和现象;掌握各仪表设备的结构和使用方法。
达到认识实训室的目的。
5.实训台送、停电操作流程。
(1 )送电流程:合上实训台总低压断路器→合上实训台各分路开关→合上实训电路控制开关。
(2 )停电流程:断开实训电路控制开关→断开实训台各分路开关→断开实训台总低压断路器。
6.实训中应确保人身及设备安全,遇到疑难问题和异常情况,立即切断电源进行检查,禁止带电操作,排除故障后,经指导教师同意,方可重新送电。
电工技术基础与技能电子教案课题3.3叠加定理课型新课授课班级授课时数 2教学目标1.掌握叠加定理的内容。
2.正确应用叠加定理计算两个网孔的电路。
教学重点应用叠加定懂得题及几个注意点。
教学难点不能应用叠加定理计算功率。
学情分析学生已学过简单电路的计算。
教学效果新课 教后记由拔河比赛引入用叠加定理分析电路的思路3.3 叠加定理一、叠加定理1.应用叠加定理能够将一个复杂的电路分为几个比较简单的电路,然后对这些比较简单的电路进行分析计算,再把结果合成,就能够求出原有电路中的电压、电流,避免了对联立方程的求解。
2.内容:在线性电路中,任何一个支路中的电流(或者电压)等于各电源单独作用时,在此支路中产生的电流(或者电压)的代数与。
3.步骤:(1)分别作出由一个电源单独作用的分图,其余电源只保留其内阻。
(对恒压源,该处用短路替代,对恒流源,该处用开路代替)。
(2)按电阻串、并联的计算方法,分别计算出分图中每一支路电流(或者电压)的大小与方向。
(3)求出各电源在各个支路中产生的电流(或者电压)的代数与,这些电流(或者电压)就是各电源共同作用时,在各支路中产生的电流(或者电压)。
4.注意点:(1)在求与时要注意各个电流(或者电压)的正、负。
(2)叠加定理只能用来计算电路中的电流或者电压,而不能用来计算功率。
二、举例 例1:本节例题练习小结1.叠加定理的内容。
2.应用叠加定懂得题的步骤。
3.两个注意点。
布置作业习题(《电工技术基础与技能》周绍敏主编)4.问答与计算题(3)、(4)。
课题3.4戴维宁定理课型新课授课班级授课时数 1教学目标1.掌握戴维宁定理的内容。
2.能正确运用戴维宁定理进行解题。
教学重点运用戴维宁定理进行解题。
教学难点运用戴维宁定理进行解题。
学情分析教学效果教后记新课课前复习叠加定理的内容。
3.4戴维宁定理当有一个复杂电路,并不需要把所有支路电流都求出来,只要求出某一支路的电流,在这种情况下,用前面的方法来计算就很复杂,应用戴维宁定理求解就较方便。
第 1 章认识电路考纲要求掌握电路组成的基本要素;理解电路模型,能识读简单电路图。
理解电路的基本物理量(电动势、电流、电位、电压)的概念及其单位。
熟练掌握电动势、电流、电压的参考方向(正方向)和数值正负的意义及在电路计算时的应用。
理解电功和电功率的概念,掌握焦耳定律和电功、电功率的计算。
了解电阻器及其参数,会计算导体电阻;理解电阻的概念和电阻与温度的关系,熟练掌握电阻定律。
了解超导现象。
掌握部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律.课题§1-1电路§1-2电流课型新课授课时数 1教学目标路的组成及其作用,电路的三种基本状态。
理解电流产生的条件和电流的概念,掌握电流的计算公式。
教学重点电路各部分的作用及电路的三种状态。
电流的计算公式。
教学难点对电路的三种状态的理解。
第 1 节电路一、电路的组成1.电路:由电源、用电器、导线和开关等组成的闭合回路。
2.电路的组成:电源、用电器、导线、开关(画图讲解)。
①电源:把其他形式的能转化为电能的装置。
如:干电池、蓄电池等。
②用电器:把电能转变成其他形式能量的装置,常称为电源负载。
如电灯等。
③导线:连接电源与用电器的金属线。
作用:把电源产生的电能输送到用电器。
④开关:起到把用电器与电源接通或断开的作用。
二、电路的状态(画图说明)1.通路(闭路):电路各部分连接成闭合回路,有电流通过。
2.开路(断路):电路断开,电路中无电流通过。
3.短路(捷路):电源两端或者电路中某些部分被导线直接相连,这时电源输出的电流不经过负载,只经过连接导线直接流回电源,这种状态叫做短路状态,简称短路。
注意:短路时电流很大,会损坏电源和导线,应尽量避免。
三、电路图1.电路图:用规定的图形符号表示电路连接情况的图。
2.几种常用的标准图形符号。
第 3 节 电阻一、 电阻1. 导体对电流所呈现出的阻碍作用。
不仅金属导体有电阻,其他物体也有电阻。
2. 导体电阻是由它本身的物理条件决定的。
例:金属导体,它的电阻由它的长短、粗细、材料的性质和温度决定。
3. 电阻定律:在保持温度不变的条件下,导体的电阻跟导体的长度成正比,跟导体的横截面积成反比,并与导体的材料性质有关。
R = ρSl 式中: ρ:导体的电阻率。
与导体的几何形状无关,与导体材料的性质和导体所处的条件有关(如温度)。
4. 电阻单位:R -欧姆(Ω);l -米(m );S -平方米(m2);ρ-欧⋅米(Ω⋅m )。
换算关系:103。
常见单位:μΩ、m Ω、Ω、k Ω、m Ω、5. 阅读P6表1-1,得出结论:电阻率的大小反映材料导电性能的好坏,电阻率愈大,导电性能愈差。
导 体:ρ<10-6Ω⋅m绝缘体:ρ>107Ω⋅m半导体:10-6Ω⋅m <ρ <107Ω⋅m 举例说明不同导电性能的物质用途不同。
二、 电阻与温度的关系1. 温度对导体电阻的影响:① 温度升高,自由电子移动受到的阻碍增加;② 温度升高,使物质中带电质点数目增多,更易导电。
随着温度的升高,导体的电阻是增大还是减小,看哪一种因素的作用占主要地位。
2. 一般金属导体,温度升高,其电阻增大。
少数合金电阻,几乎不受温度影响,用于制造标准电阻器。
超导现象:在极低温(接近于热力学零度)状态下,有些金属(一些合金和金属的化合物)电阻突然变为零,这种现象叫超导现象。
3. 电阻的温度系数:温度每升高1οC 时,电阻所变动的数值与原来电阻值的比。
若温度为t 1时,导体电阻为R 1,温度为t 2时,导体电阻为R 2,则α = )(12112t t R R R --即R 2 = R 1 [ 1 + α ( t 2 - t 1 ) ]例1:一漆包线(铜线)绕成的线圈,15οC 时阻值为20 Ω,问30οC 时此线圈的阻值R 为多少? 例2:习题(《电工基础》第2版周绍敏主编) 4.计算题(3)。
第 4 节 欧姆定律一、 欧姆定律1. 内容:导体中的电流与它两端的电压成正比,与它的电阻成反比。
2. 公式:I =RU,其中U -伏特(V );I -安培(A );R -欧姆(Ω)。
注意:① R 、U 、I 须属于同一段电路; ② 虽R =RU,但绝不能认为R 是由U 、I 决定的; ③ 适用条件:适用于金属或电解液。
例3:给一导体通电,当电压为20 V 时,电流为0.2 A ,问电压为30 V 时,电流为多大?电流增至1.2 A 时,导体两端的电压多大?当电压减为零时,导体的电阻多大?二、 伏安特性曲线1. 定义:以电压为横坐标,电流为纵坐标,可画出电阻的U -I 关系曲线,叫电阻元件的伏安特性曲线。
2. 线性电阻:电阻元件的伏安特性曲线是直线。
K =U I ;R = R U = K1 3. 非线性电阻:若电阻元件的伏安特性曲线不是直线,例:二极管。
练 习习题(《电工基础》第2版周绍敏主编)1.是非题(4) ~ (7)。
2.选择题(3) 、(4)。
小 结1.电阻定律的内容;电阻与温度的关系。
2.部分电路欧姆定律的内容。
3.伏安特性曲线。
布置作业 习题(《电工基础》第2版周绍敏主编)3.填充题(5) 。
4.问答与计算题(2)、 (4)、 (5) 、(6) 。
教 后 记1.一只220V/40W的白炽灯正常发光时,它的灯丝电阻是多少?当它接在110V的电路上,它的实际功率是多少?(不考虑温度对电阻的影响)2.习题(《电工基础》第2版周绍敏主编)1.是非题(8)~(10);选择题(6)~(8)。
第 2 章简单直流电路考纲要求1、熟练掌握部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律。
2、了解电路的几种工作状态(通路、开路、短路),掌握在每一种状态下电路中电流、电压和功率的计算。
3、熟练掌握电阻串、并联的特点和作用,掌握简单混联电路的分析和计算。
4、负载获得最大功率的条件5、会用等电位法求混联的等效电阻;6、了解电阻的测量方法;7、掌握电位的计算。
课 题 2-1电动势 闭合电路的欧姆定律 课 型 新课 授课时数 1教学目标★ 理解电动势、端电压的概念。
★ 熟练掌握闭合电路的欧姆定律。
★ 掌握电源输出功率与外电阻的关系。
教学重点 闭合电路的欧姆定律。
电源输出功率与外电阻的关系。
教学难点闭合电路的欧姆定律。
第 6 节 电动势 闭合电路的欧姆定律一、 电动势1. 电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。
用符号E 表示。
2. 单位:伏特(V )注意点:① 电动势由电源本身决定,与外电路无关。
② 电动势的规定方向:自负极通过电源内部到正极的方向。
二、 闭合电路的欧姆定律 1. 复习部分电路的欧姆定律I =RU 2. 闭合电路欧姆定律的推导① 电路② 推导设t 时间内有电荷量q 通过闭合电路的横截面。
电源内部,非静电力把q 从负极移到正极所做的功W = E q = E I t , 电流通过R 和R 0时电能转化为热能Q = I 2 R t + I 2 R 0 t ,因为W = Q 所以E I t = I 2 R t + I 2 R 0 t ,E = I R + I R 0或I =R R E+③ 闭合电路欧姆定律闭合电路内的电流,与电源电动势成正比,与整个电路的电阻成反比。
其中,外电路上的电压降(端电压)U = I R = E - I R 0‘ 内电路上的电压降U ' = I R 0电动势等于内、外电路压降之和E = I R + I R 0 = U + U '例1:如上图,若电动势E = 24 V ,内阻R 0 = 4 Ω,负载电阻R = 20 Ω,试求:(1)电路中的电流;(2)电源的端电压;(3)负载上的电压降;(4)电源内阻上的电压降。
例2:电源电动势为1.5 V ,内电阻为0.12 Ω,外电路电阻为1.38 Ω,求电路中的电流和端电压。
例3:电动势为3.6 V 的电源,与8 Ω 的电阻接成闭合电路,电源两极间的电压为3.2 V ,求电源的内电阻。
三、 端电压1. 电动势与外电路电阻的变化无关,但电源端电压随负载变化,随着外电阻的增加端电压增加,随着外电阻的减少端电压减小。
证明:I =R R E+当R 增加时,(R + R 0)增加,电流I 减小,U = E - I R 0 增加;同理可证,当R 减小时,U 也减小。
2. 两种特例:① 当外电路断开时,R 趋向于无穷大。
I = 0 U = E - I R 0 = E 即U = E应用:可用电压表粗略地测定电源的电动势② 当外电路短路时,R 趋近于零,I =R R E+趋向于无穷大,U 趋近于零。
短路时电流很大,会烧坏电源,引起火灾,决不允许将导线或电流表直接接到电源上,防止短路。
应用:测量电动势和电源内阻。
例4:例1(《电工基础》第2版周绍敏主编)。
例5:有一简单闭合电路,当外电阻加倍时,通过的电流减为原来的2/3,求内阻与外阻的比值。
四、 电源向负载输出的功率1. P 电源 = I E ;P 负载 = I U ;P 内阻 = I 2R 0;U = E - I R 0 ,同乘以I ,得U I = I E - I 2 R 0I E = I U + I 2 R 0 P 电源 = P 负载 + P 内阻在何时电源的输出功率最大?设负载为纯电阻当R = R 0时,这时称负载与电源匹配。
P max = 024R E2. 电源输出功率P 与负载电阻R 的变化关系曲线3. 注意:当R = R O 时,电源输出功率最大,但此时电源的效率仅为50%。
练习习题(《电工基础》第2版周绍敏主编)1.是非题(1)、(2)。
2.选择题(1)、(2)。
小结1.电源电动势的大小和方向。
2.闭合电路的欧姆定律的内容和表达式。
3.端电压的概念;外电阻增大和减小时,端电压的变化。
4.电源输出功率最大的条件,这时的输出效率。
布置作业习题(《电工基础》第2版周绍敏主编)3.填充题(1)、(2)。
4.问答与计算题(1)、(2)。
教后记课 题 2-2电池组及电池分类 课 型 新课 授课时数 1教学目标 掌握串、并联电池组的特点。
教学重点 串、并联电池组电动势、内阻的计算。
教学难点混联电池组的计算。
课前复习:闭合电路欧姆定律的内容和表达式。
端电压随外电阻的变化规律。
电源输出最大功率的条件。
第 7 节 电池组一个电池所能提供的电压不会超过它的电动势,输出的电流有一个最大限度,超出这个极限,电源就要损坏。
对于要求较高电压或较大电流的场合,就要用到多个电池的串联和并联及混联。
一、 电池的串联1. 当负载需要较高电压时,可使用串联电池组供电。
设串联电池组n 个电动势为E ,内阻为R 0的电池组成,则:E 串 = n E r 串 = n R 02. 特点:① 电动势等于单个电池电动势之和。
② 内阻等于单个电池内电阻之和。