电工技术培训教案

武汉工程职业技术学院

（铁山校区培训部教案）

班级：程潮铁矿高技能人才班

任课教师：付斌

日期：2009年8月

二00九年下学期

教学进度计划表

任课教师：付斌班级：程潮高技能人才班2009.8

第一讲 直流电路

教学内容: 1、掌握电阻串、并联的特点

2、熟悉简单直流电路的分析计算方法

3、掌握复杂直流电路的分析计算方法

重难点：复杂直流电路的分析计算方法 教学进程：见下面

第一节 电阻的串联

电阻串联电路的特点

设总电压为U 、电流为I 、总功率为P 。

1. 等效电阻: R =R 1 + R 2 + … + R n

2. 分压关系： I R U

R U R U R U n n ===⋅⋅⋅==2211 3. 功率分配：

22211I R

P R P R P R P n n ===⋅⋅⋅== 特例：两只电阻R 1、R 2串联时，等效电阻R = R 1 + R 2 , 则有分压公式

U R R R U U R R R U 2

12

22111 +=+=

，

第二节 电阻的并联

电阻并联电路的特点

设总电流为I 、电压为U 、总功率为P 。

1. 等效电导: G = G 1 + G 2 + … + G n 即 n

R R R R 1

11121+

⋅⋅⋅++= 2. 分流关系： R 1I 1 = R 2I 2 = … = R n I n = RI = U 3. 功率分配： R 1P 1 = R 2P 2 = … = R n P n = RP = U 2

特例：两只电阻R 1、R 2并联时，等效电阻

2

12

1R R R R R +=

，则有分流公式 第三节 电阻的混联

在电阻电路中，既有电阻的串联关系又有电阻的并联关系，称为电阻混联。对混联电路的分析和计算大体上可分为以下几个步骤：

1. 首先整理清楚电路中电阻串、并联关系，必要时重新画出串、并联关系明确的电路图；

2. 利用串、并联等效电阻公式计算出电路中总的等效电阻；

3. 利用已知条件进行计算，确定电路的总电压与总电流；

4. 根据电阻分压关系和分流关系，逐步推算出各支路的电流或电压。

第四节 直流电桥平衡条件

惠斯通电桥法可以比较准确的测量电阻，其原理如图2-22所示。

R 1、R 2、R 3、为可调电阻，并且是阻值已知的标准精密电阻。R 4为被测电阻，当检流计的指针指示到零位置时，称为电桥平衡。此时，B 、D 两点为等电位，被测电阻为

31

2

4R R R R =

惠斯通电桥有多种形式，常见的是一种滑线式电桥。

第五节 负载获得最大功率的条件

容易证明：在电源电动势E 及其内阻r 保持不变时，负载R 获得最大功率的条件是R = r ，此时负载的最大功率值为

R

E P 42

max = 电源输出的最大功率是

max

22222P R

E r E P EM

===

第六节 基尔霍夫定律

一、常用电路名词

以图3-1所示电路为例说明常用电路名词。

1. 支路：电路中具有两个端钮且通过同一电流的无分支电路。如图3-1电路中的ED 、AB 、FC 均为支路，该电路的支路数目为b = 3。

2. 节点：电路中三条或三条以上支路的联接点。如图3-1电路的节点为A 、B 两点，该电路的节点数目为n = 2。

3. 回路：电路中任一闭合的路径。如图3-1电路中的CDEFC 、AFCBA 、EABDE 路径均为回路，该电路的回路数目为l = 3。

4. 网孔：不含有分支的闭合回路。如图3-1电路中的AFCBA 、EABDE 回路均为网孔，该电路的网孔数目为m = 2。

二、基尔霍夫电流定律(节点电流定律) 1．电流定律(KCL)内容

电流定律的第一种表述：在任何时刻，电路中流入任一节点中的电流之和，恒等于从该节点流出的电流之和，即

∑∑=流出流入I I

例如图3-2中，在节点A 上：I 1 + I 3 = I 2 + I 4 + I 5

电流定律的第二种表述：在任何时刻，电路中任一节点上的各支路电流代数和恒等于零，即

0=∑I

一般可在流入节点的电流前面取“+”号，在流出节点的电流前面取“-”号，反之亦可。例如图3-2中，在节点A 上：I 1 - I 2 + I 3 - I 4 - I 5 = 0。

在使用电流定律时，必须注意：

(1) 对于含有n 个节点的电路，只能列出(n - 1)个独立的电流方程。 (2) 列节点电流方程时，只需考虑电流的参考方向，然后再带入电流的数值。 为分析电路的方便，通常需要在所研究的一段电路中事先选定(即假定)电流流动的

方向，叫做电流的参考方向，通常用“→”号表示。

电流的实际方向可根据数值的正、负来判断，当I >0时，表明电流的实际方向与所标定的参考方向一致；当I< 0时，则表明电流的实际方向与所标定的参考方向相反。

2．KCL的应用举例

(1) 对于电路中任意假设的封闭面来说，电流定律仍然成立。如图3-3中，对于封闭面S来说，有I1 + I2 = I3。

(2) 对于网络 (电路)之间的电流关系，仍然可由电流定律判定。如图3-4中，流入电路B中的电流必等于从该电路中流出的电流。

(3) 若两个网络之间只有一根导线相连，那么这根导线中一定没有电流通过。

(4) 若一个网络只有一根导线与地相连，那么这根导线中一定没有电流通过。

三、基夫尔霍电压定律(回路电压定律)

1. 电压定律(KVL)内容

在任何时刻，沿着电路中的任一回路绕行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零，即

=

∑U

以图3-6电路说明基夫尔霍电压定律。沿着回路abcdea绕行方向，有

U

ac

= U ab + U bc = R1I1 + E1，U ce = U cd + U de = -R2I2 -E2，U ea = R3I3 则U ac + U ce + U ea = 0

即R1I1 + E1 -R2I2 -E2 + R3I3 = 0

上式也可写成

R 1I

1

-R2I2 + R3I3 = -E1 + E2

对于电阻电路来说，任何时刻，在任一闭合回路中，各段电阻上的电压降代数和等于各电源电动势的代数和，即。

∑

∑=E

RI

2．利用∑RI = ∑E列回路电压方程的原则

(1)标出各支路电流的参考方向并选择回路绕行方向(既可沿着顺时针方向绕行，也