电工电子技术(上)教案

《电工电子技术（上）》课程
教案
（2016--2017学年秋季学期）
授课教师：
授课专业班级：
学分： 6
学时：
教师所在教研室：电气自动化技术
2016年 8 月
教学容注意点配时提问：试想如果没有电，生活将会怎样？
导入新课：
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章直流电路
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电路及主要基本物理量
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
5
5
10
教学容注意点配时
（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
ab
U表示。

电压的单位为V（伏[特]），还有kV（千
伏）、mV（毫伏）、μV（微伏）等。

3
1kV10V
=36
1V10mV10V
μ
==
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：
ab
U
电压实
际方向
参考方
向选取
10
教学容注意点配时
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
1
6V
U=-，
2
4V
U=，求：
ab
?
U=
解：
ab12
()6V(4V)10V
U U U
=+-=-+-=-
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
ab
U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
教学容注意点配时
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部的电动势，只有当电源开路或者电源的阻忽略不计时，电源的端电压才与其电动势相等。

3、电动势（E）和电压（
ab
U）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10V
E=，求出：
ab
?
U=
ba
?
U=
解：
ab
10V
U E
==，
ba ab
10V
U U
=-=-。

五、功率
把单位时间电场力所做的功称为电功率。

用“P”表示。

定义式：
2
2
W U
P UI I R
t R
====
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：W UIt
=
单位：焦耳（J）或千瓦时（kW h⋅）
【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，U IR
=，
6
3Ω
2
U
R
I
===
对图(b)有，U IR
=-，
6
3Ω
2
U
R
I
=-=-=
-
【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：
220
484Ω
0.455
U
R
I
==≈
【例3】：有一个量程为300V（即测量围是0～300V）的电压表，它的阻O
R为40kΩ。

用它测量电压时，允许流过的最大电流是多少？
解：
3
O
300
0.0075A7.5mA
4010
U
I
R
====
⨯
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）电路：电源部的电路。

外电路：电源外部的电路。

（3）电阻：电源部的电阻，简称阻。

用
S
R表示。

外电阻：外电路的电阻。

用
L
R表示。

教学容注意点配时
R
U
6V
+
2A
R
+
–
U
6V
I
(a)(b)
I
–2A
–
【例1】：图所示的并联电路中，求等效电阻
AB
R、总电流I、各负载电阻
上的电压、各负载电阻中的电流。

解：等效电阻12
AB
12
63
2Ω
63
R R
R
R R
⨯
===
++
总电流
AB
12
6A
2
U
I
R
===
各负载上的电压
12
12V
U U U
===
各负载上的电流2
1
12
36
2A
63
R I
I
R R
⨯
===
++
21
624A
I I I
=-=-=
六、电阻的混联
既有串联又有并联的电路称为混联。

混联电路形式多种多样，但可以
利用电阻串、并联关系进行逐步化简。

【例1-5】：教材P6 略
【例2】：（选作）如图，已知
12345
1Ω
R R R R R
=====，求等效电阻
ab
R。

a b
1
R
2
R
3
R
4
R
5
R
c
等效电
阻的求
解
注意分
流公式
的使用
20
教学容注意点配时
教学容注意点配时
上式表明：当电源具有一定值的阻时，端电压总是小于电源电动势；
当电源电动势和阻一定时，端电压随输出电流的增大而下降。

电源产生的
功率=负载取用的功率+阻及线路损耗的功率。

2、开路（断路）
将图中的开关S断开，电源处于开路状态，也称为电源的空载运行，
相当于
L
R→∞。

此时负载上的电流、电压和功率均为零。

即：电源的开
路电压等于电源的电动势。

I=，
O
U U E
==
3、短路
电源两端由于某种原因直接接触时，电源就被短路，电路处于短路运
行状态。

其特点是：被短路元件两端电压为0。

电路中电流称为短路电流
S
I，
且有
S
O
E
I
R
=，电源输出电压为
S O
U E I R
=-=。

短路电流
S
I很大，如果没有短路保护，会发生火灾。

短路是电路最严
重、最危险的事故，是禁止的状态。

产生短路的原因主要是接线不当，线
路绝缘老化损坏等。

应在电路中接入过载和短路保护。

【例1】：如图所示，不计电压表和电流表阻对电路的影响，求开关在不同
位置时，电压表和电流表的读数各为多少？
解：开关接“1”号位置，电路短路。

电压表读数为0；
电流表中的短路电流为：
2
10A
0.2
E
I
r
===
短。

开关接“2”号位置，电路断路。

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教学容注意点配时
复习提问：
导入新课：
二、电压源与电流源
1、电压源
(是对外提供电压的电源，开路状态时，两端有电压，电流为零；当
接成闭合回路后，电压源上有电流流过)
电压源按其阻是否考虑可分为两类：
一类是忽略阻或阻为零的电压源，称为理想电压源，
或称恒压源；
一类是考虑阻，阻不为零的电压源，称为实际电压源。

（1）理想电压源（恒压源）：阻为0
* 输出电压恒定不变，U = E
* 输出电流由外负载决定，
L
R
I
1
∝
（a）理想电压源（b）实际电压源（c）外特性曲线
（2）实际电压源
指针式
万用表
的使用
20'
20'
3、相位和初相位
正弦量在任意时刻的点角度称为相位角，简称相位或相角，用
i
()
tωϕ
+表示。

t=时的相位
i
ϕ称为初相位或初相角，简称初相。

习惯上初相的取
值围在π
-到π之间，即：
i
ππ
ϕ
-≤≤。

本次课小结：
本次课要求学生了解正弦电量的特点，掌握正弦交流电的三
要素，以及相关概念的计算。

布置作业：
教材P70 习题2——4（2）、（3）、（4）
初相围
20'
10'
教学容注意点配时
I U
U
I 根据电磁感应定律，当线圈中电流
I
π
U
容器所在的电路就有电荷作定向运动，形成电流。

选定电容上电压与电流的参考方向为关联参考方向时，电容的伏安关系为
U U。