电工电子技术教案
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《电工电子技术》教案
授课教师：姚大杰
授课班级：14机制
14机制（对口）
2015—2016第二学期教 学 内 容 注意点 手写
课前互动：试想如果没有电，会给同学们哪些不便？
由问题引出下面内容：
电工学是非电专业的技术基础课，通过本课程的学习，使学生具备电工技术与电子技术的基础知识，为升学以及后续课程打下一定的基础。
1、电工学课程研究的对象————“电”
2、电工学课程的发展
3、电能的优越性
（1）便于转换
（2）便于输送
（3）便于控制
第1章 电路的基本概念与基本定律
电路：电流流通的路径。
直流电路：由直流电源供电的电路。
1.1 电路作用与电路模型
一、电路的组成及作用
电路就是电流通过的闭合路径，它是由各种电气器件按一定方式用导线连接组成的总体。电路的结构形式和所能完成的任务是多种多样的，从日常生活中使用的用电设备到工、农业生产中用到的各种生产机械的电器控制部分及计算机、各种测试仪表等，从广义说，都是电路。最简单的电路如图所示的手电筒电路。
1、组成：电路主要由三部分组成。
（1）电源 是供应电能的设备。在发电厂内将化学能或机械能等非电能转换为电能，如电池、蓄电池、发电机等。
（2）负载 是使用电能的设备，又称用电器。作用是将电能转换成其它形式的能量，如电灯、电炉、扬声器、电动机等。
（3）中间环节 用于连接电源和负载。起传输和分配电能或对电信号进行传递和处理的作用，如变压器、输电线等。 电路三部分组成
教 学 内 容 注意点 手写 2、电路模型和电路图
实际电路元件电磁性质较为复杂。为便于对实际电路进行分析，需用能够代表其主要电磁特性的理想电路元件或它们的组合来表示。理想电路元件就是指只反映某一个物理过程的电路元件,包括电阻、电感、电容、电源等。用理想电路元件所组成的电路即为电路模型，手电筒电路的电路模型如图所示。
3、作用
（1）进行电能的传输和转换，如照明电路、动力电路等。典型电路是电力系统。
（2）实现信息的传输和处理，如测量电路、扩音机电路、计算机电路等。典型电路是扩音机。
1.2 电路的物理量
1、电流的形成
电荷的定向移动形成电流。
2、电流的大小
电流的大小是指单位时间内通过导体横截面的电荷量。
恒定电流 tQI （DC）（“－”）
交变电流 tqi （AC）（“～”） 电路模型
电路的作用
教 学 内 容 注意点 手写 大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流，也称为直流电流，用I表示。大小和方向随时间变化的电流称为交变电流，简称交流电流，用i表示。
电流的单位为A（安[培]），还有kA（千安）、mA（毫安）、μA（微安）等。
3、电流的方向
（1）实际方向
习惯上规定正电荷移动的方向或负电荷移动的反方向为电流的实际方向。
（2）参考方向：可以任意选取
在分析电路时，常常要知道电流的方向，但有时电路中电流的实际方向难于判断，此时常可任意选定某一方向作为电流的“参考方向（也称正方向）”。
所选的参考方向不一定与实际方向一致。
当电流的实际方向与其参考方向一致时，则电流为正值；反之，当电流的实际方向与其参考方向相反时，则电流为负值，如图所示。
a）0I b）0I
4、电流的表示方法
（1）箭头：
（2）双下标：abI
5、电流的测量——用电流表（安培表）来测量。测量时注意：
（1）交、直流电流用不同表测量。
（2）电流表应串联在电路中。 参考方向选取
教 学 内 容 注意点 手写 （3）直流电流表有正负端子，即：“+”、“-”记号，接线时不能接错。
（4）选择正确的量程。
三、电压（电位差）
1、物理意义
在图中，极板a带正电，极板b带负电，a、b间存在电场。正极板a上的正电荷在电场力的作用下从a经过负载移到负极板b，从而形成了电流。这说明电场力做功产生了电流。
规定：电场力把单位正电荷从a点移动到b点所做的功称为a、b两点之间的电压，用abU表示。电压的单位为V（伏[特]），还有kV（千伏）、mV（毫伏）、μV（微伏）等。
2、实际方向：由高电位指向低电位
结论：
对于电阻性负载来说，没有电流就没有电压，有电压就一定有电流。电阻两端的电压常叫做电压降（压降）。
而对于电源来说，其端电压的实际方向是正极指向负极。
3、参考方向：可以任意选取，同电流参考方向的选取
4、电压的表示方法
（1）箭头：
（2）正负号：＋、－
（3）双下标：abU 电压实际方向
参考方向选取
教 学 内 容 注意点 手写 5、电压的测量
用电压表（伏特表）来测量。测量时注意：
（1）交、直流电压用不同表测量。
（2）电压表应并联在被测电路两端。
（3）直流电压表有正负端子，即：“+”、“-”记号，接线时不能接错。
（4）选择正确的量程。
【例】电路如图所示，已知16VU，24VU，求：ab?U
解：ab12()6V(4V)10VUUU
四、电动势
1、物理意义
为维持电路中的电流流通，则必须保持电路a、b两端间的电压abU恒定不变，这就需要电源力源源不断地把正电荷从负极板b移回正极板a上。
规定：电源力克服电场力把单位正电荷从b点（负极）经电源内部移回到a点（正极）所做的功，叫电动势，用E表示。
2、电动势的实际方向
电动势的实际方向规定：在电源内部由负极指向正极，即电位升，其单位与电压单位相同，也是伏特（V）。 电动势的实际方向
教 学 内 容 注意点 手写 教 学 内 容 注意点 手写 结论：
对于一个电源来说，既有电动势，又有端电压。电动势只存在于电源内部，方向由负极指向正极；而端电压只存在于电源外部，其方向由正极指向负极。
一般情况下，电源的端电压总是低于电源内部的电动势，只有当电源开路或者电源的内阻忽略不计时，电源的端电压才与其电动势相等。
3、电动势（E）和电压（abU）的区别：
* 物理意义不同；
* 实际方向不同；
* 电动势只表示电源，而电压既可表电源，也可表负载。
4、直流电动势的两种图形符号
【例】电路如图所示，已知电源电动势10VE，求出：ab?Uba?U
解：ab10VUE，baab10VUU。
五、功率
把单位时间内电场力所做的功称为电功率。用“P”表示。
定义式：22WUPUIIRtR
单位：W、kW、mW
其中：“W”为电功，指电流所做的功，简称“电功”（电能）。电流做功的过程，实质上就是把电能转换为其他形式的能的过程。
表达式：WUIt
单位：焦耳（J）或千瓦时（kWh） 1kWh指：1千瓦功率的设备，使用1小时所消耗的电能，俗称1度电。
【例1】：1度电可以为20W的电灯供电（ 50 ）小时。
【例2】：有一功率为60W的电灯，每天使用它照明时间为4h，如果按每月30天计算，那么每月消耗的电能为多少度？合多少焦耳？
解：该电灯平均每月工作实际4h30120ht天，
则 60W120h7200Wh7.2kWhWPt
即每月消耗的电能为7.2度，约合673.610J7.22.610J度。
【例3】：某19寸彩电功率180W，平均每天开机2h，若每度电费0.5元，则一年（以360天计算）要缴纳多少钱电费？
解： 0.182360129.6kWh129.6129.60.564.8WPt度元
小结：
讲解了组成电路的三要素，电流这个主要物理量的物理意义及实际方向与参考方向的含义，要求学生掌握电压、电动势和功率三个基本物理量，并知道电压与电动势间的区别。 1kWh
的意义
教 学 内 容 注意点 手写 复习： 1、电动势与电压的区别；
2、1度电的概念？
1.3 欧姆定律
一、电阻与电阻率
1、电阻：导体对电流的阻碍作用称为电阻，用符号R表示。电阻元件是耗能元件，其单位为（欧姆）。常用的电阻单位还有k、M。
2、电阻率：导体的电阻是导体本身的一种性质。它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积：lRS
式中：—制成电阻的材料的电阻率，国际单位制单位为m；l─绕制成电阻的导线长度，国际单位制单位为m；S─绕制成电阻的导线横截面积，国际单位制单位为2m；R─电阻值，国际单位制单位为。
纯金属的电阻率很小，绝缘体的电阻率很大。银是最好的导体，但价格昂贵而很少采用，目前电气设备中常采用导电性能良好的铜、铝作导线。
二、部分电路欧姆定律
1、部分电路：只含有负载而不包含电源的一段电路。
2、内容：流过电阻的电流I与电阻两端的电压U成正比，与电阻值R成反比，称为部分电路欧姆定律。
3、表达式：UIR（U、I参考方向一致）
UIR（U、I参考方向不一致）
a）U、I参考方向一致 b）U、I参考方向不一致 单位换算
注意表达式的符号
教 学 内 容 注意点 手写 【例1】：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。
解：对图(a)有，UIR，63Ω2URI
对图(b)有，UIR，63Ω2URI
【例2】：已知某100W的白炽灯在电压220V时正常发光，此时通过的电流是0.455A，试求该灯泡工作时的电阻。
解： 220484Ω0.455URI
【例3】：有一个量程为 300V（即测量范围是0～300V）的电压表，它的内阻OR为 40kΩ 。用它测量电压时，允许流过的最大电流是多少？
解： 3O3000.0075A7.5mA4010UIR
三、全电路欧姆定律
1、概念
（1）全电路：含有电源的闭合电路。
（2）内电路：电源内部的电路。 外电路：电源外部的电路。
（3）内电阻：电源内部的电阻，简称内阻。用SR表示。
外电阻：外电路的电阻。用LR表示。
教 学 内 容 注意点 手写 R U
6V +
2A
R +
– U
6V I
(a) (b) I
–2A –
