(完整word版)电路分析教案单元教学设计方案10
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淄博职业学院《电路分析》课教学方案
教师:张涛 序号:10
授课时间
第9周 周2 1-2 周5 1-2 周5 3-4
授课班级 P14电气6、5、4班 上课地点 多媒体教室
学习内容 节点(结点)电压法 课时 2
教学目标
专业能力
1.掌握结点电压法
2.能利用结点电压法解决实际问题。
方法能力
1.培养学生掌握电路的基本分析法和综合利用知识的能力。
2.注重对学生探究科学方法、创新精神的培养。
社会能力
1.培养学生实事求是地进行实验的科学态度和科学精神,
2.增强学生的合作意识和团队精神。
目标群体
1、具备一定的电工学基础知识
2、掌握了高中物理的电路知识。
教学环境 多媒体教室
教学方法 项目教学法、引导文法、实际案例法相结合。
时间
安排
教学过程设计
[引导文](10分钟)
给出一个电路,如右图所示。引导学生分析时发现,如果
用刚刚学到的支路电流法进行求解会比较麻烦,为了解决
此类问题(支路数较多,结点较少)提出一种新的解题
方法:结点电压法。
结点电压法(10分钟)
基本思路:以节点电压为电路变量,列写独立节点的KCL方程,同时根据VCR用节点电压
表示支路电流,代入KCL方程中,得到节点电压方程组。求解出节点电压,由此可进一步求得
其他电量。
节点电压:电路中任选一节点作为参考节点,其余各节点(称为独立节点)与参考节点之
间的电压称为节点电压。其参考方向规定为由独立节点指向参考节点。仅含2个结点的结点电
压方程的推导:(40分钟)
设:Vb = 0 V, 结点a电压为 U,参考方向从 a 指向 b。
1.用KCL对结点 a 列方程:
I1 – I2 + IS –I
3 = 0
2. 应用基尔霍夫电压定律或欧姆定律求各支路电流 :
将各电流代入
KCL方程则有:
时间
安排
教学过程设计
b
a
I
I
E
+
–
I
R
R
R
2
3
1
2
3
b
a
E2+–I2ISI3E
1
+
–
I
1
R1R
2
R
3
+
–
U
111RUEI222RUEI3
3
R
U
I
将各电流代入KCL方程则有:
整理得:
即结点电压方程:
注意:(10分钟)
(1) 上式仅适用于两个结点的电路。
(2) 分子为各含源支路等效的电流源流入该结点电流的代数和,有正
负之分,流入结点为正,流出为负;分母为各支路的所有电阻的
倒数之和。
节点法解题步骤:
(1)选参考节点,标出各独立节点序号,设独立节点的节点电压为电路变量。
(2)用观察法列写各独立节点的 KCL方程。
(3)联立方程求解节点电压。
(4)由节点电压求各支路电压和各支路电流,进而求解其他电量。
【注】:若电路中含有电压源与电阻串联的支路,首先通过电源的等效变换,将其变成电流源
与电阻的并联支路,再列写节点电压方程。
[例1] 试用结点电压法求各支路电流。设:Vb = 0(20分钟)
解:①求结点电压 Uab
② 应用KVL和欧姆定律求各电流
321
1RUIRUERUES2
321
221
1
111
RRR
IREREUS
R
IREUS1
b
a
I
I
42V
+
–
I
12673231
A
R
IREU1Sab
V18V316112171242
A2 A1218421242ab1UIA3 A618 6 ab2UI
A6 3183ab3UI
例3-2 图示电路,已知R1=R2= R3=2Ω,R4=R5=4Ω,US1=4V,US5=12V,IS3=3A。试用节点法求电
流I1和I4。(教材P61)
解:(1)选参考节点,标注独立节点,设独立节点的
节点电压为U10、U20。(2)实际电压源等效为实际电流
源。3)观察法列方程。
(4)解得:
(5)则:
含理想电压源支路的节点分析法:
方法一:适当选择参考节点。选择理想电压源的一端为参考节点,则其另一端为独立节点,
此节点的节点电压由该电源本身决定,不必再列方程。
方法二:增设未知量电流。设理想电压源电流为未知量,列写节点方程组,再添加补充一个
方程——该方程为理想电压源的电压与相连的两节点电压的关系。
方法三:广义节点法。将理想电压源及其两节点用用虚线框起来,构成一假想封闭面,称为
广义节点,对此列写KCL方程,再添加一个补充方程——该方程为理想电压源的电压与相连的
两节点电压的关系。
作业
P70 3-6;3-9
教学
反馈
学生积极性高,上课效果良好。
S1S5
1020
12454515
111111
()()UUUURRRRRRRR
S5
1020S3
453455
11111
()()UUUIRRRRRR
10
16VU.
20
68VU.
S110
1
11
12AUUI.RR
1020
4
4
13AUUI.R