戴维宁定理教学设计

《戴维宁定理》

一、教材分析

“戴维宁定理”是《电工基础》中“直流电路分析”一章的重点内容之一，它是简化复杂电路的重要方法，特别适用于求解复杂网络内部某一支路中电流或电压，而且也是直流电路分析中的一个普遍实用的重要定理和方法。对学生来讲，它是本章的重点之一，也是难点之一。因此,本节课的内容是至关重要的,它对直流电路分析起到了变难为易的作用。

二、教学目标

1．知识目标：

理解戴维宁定理的内容；掌握用戴维宁定理求解某一条支路的步骤，并能熟练应用到实际电路中。

2．能力目标：

通过戴维宁定理的教学，培养学生观察、猜想、归纳问题的能力，分析电路的能力，调动学生探求新知的积极性。

3．情感目标：

通过戴维宁定理的学习，使学生学会处理复杂问题时所采用的一种化繁为简（变难为易）的思想．培养学生从实践、实验出发勇于探索的科学精神。

三、教学重点和难点

教学重点：

1、戴维宁定理的内容及应用。

2、应用戴维宁定理如何将复杂的含源二端网络等效化简为一个电压源和一个电阻相串联。

教学难点：

应用戴维宁定理解题时如何具体计算含源二端网络的开路电压。

四、教学方法

为了实现本节课的教学目标，在教法上我采取：

1、启发式教学、形象直观式教学

为了充分调动学生学习此内容的积极性，使学生变被动为主动的愉快的学习，我正确处理好主导与主体的关系，启发式教学始终贯穿于始终，通过师生间的一系列互动活动，如提问与回答，讲授与思考，口述与板书等，从复习旧课，到提出问题，由旧到新，由浅入深，循序渐进，将学生的学习积极性充分调动起来，充分发挥学生的主体作用，让他们在愉快的氛围中接受知识和技能。

2、采用演示实验，提高教学效率和教学质量。

五、学习方法

1、让学生利用图形直观启迪思维，并通过典型例题的演示分析指导，来完成从感性认识到理性思维的质的飞跃。

2、让学生从问题中质疑、尝试、归纳、总结、运用，培养学生发现问题、研究问题和分析解决问题的能力。

六、教学程序

（一）创设情景，揭示课题

问；复杂直流电路的分析方法有哪些各自的适用范围

答：支路电流法：适用于线性和非线性电路中求解各支路电流；

电压源与电流源的等效变换：适用于求解某一条支路的电流；

叠加定理：适用于线性电路中计算各支路电流和电压，不能用于计算功率。

三种方法的优缺点

若求解电路中各支路电流，可优先采用支路电流法，因叠加原理虽然采用化繁为简的思想、化多电源为单一电源，但计算工作量较大，不常采用；若求解电路中某一支路电流，可应用电压源与电流源的等效变换。

今天我们再学习一种求解复杂电路中某一支路电流的方法——戴维宁定理。 （二）互动交流 研讨新知 1、回顾几个概念

二端网络：任何具有两个出线端的部分电路。 无源二端网络：不含有电源的二端网络。（如图a 所示）

含源二端网络或有源二端网络：含有电源的二端网络。（如图b 所示）

2、认识戴维宁

戴维宁(1857年~1926年) 是法国的电信工程师。他利用欧姆定律来分析复杂电路。戴维宁出生于法国莫城，1876年毕业于巴黎综合理工学院。1878年他加入了电信工程军团 ，最初的任务为架设地底远距离的电报线。1882年成为综合高等学院的讲师，让他对电路测量问题有了浓厚的兴趣。在研究了基尔霍夫电路定律以及欧姆定律后，他发现了着名的戴维宁定理，用于计算更为复杂电路上的电流。 3、戴维宁定理内容

任意一个线性含源二端网络,对外电路而言,都可以用一个电压源与电阻相串联的等效电源代替。 其电压源的电压等于该有源二端网络的开路电压Uo; 串联电阻R0等于该有源二端网络中所有独立源为零（电压源短路，电流源开路）时的等效电阻。

无

源二端网络

（三）质疑答辩，排难解惑，发展思维． 例题：

在如图所示的电路中，已知E1=7V,R1=Ω,E2=,R2=Ω,R=Ω,应用戴维宁定理求电阻R 中的电流。

1、断开R 支路，求出有源二端网络的开路电压Uo

Uo 求开路电压Uo

Ro 置零电源后求

无源二端网络的电阻R0

R

2、求R0，即将电源置零，求无源二端网络的电阻

（3）画出戴维宁等效电路，并与待求支路相连

利用基尔霍夫电压定律：

－E1+ΙR1+E2+ΙR2=0 Ι=

E1－E2 R1+R2

=

7－ +

= 2A

Uo=E2+ΙR2=+2A ×Ω=

Ro=

R1R2 R1+R2

=

× +

=Ω

综上，用戴维宁定理分析时，解题步骤及注意事项可归纳如下： 1、把待求支路移开，以剩下的含源二端网络作为研究对象。

2、求Uo 。要注意开路电压的参考方向及待求支路移开后不存在分流问题。

3、求Ro 。注意所有独立源为零，即电压源短路，电流源开路。

4、画出戴维宁等效电路，并与待求支路相连，求解待求量。 适用范围

戴维宁定理可用于求解复杂网络内部某一支路中电流或电压，或用于求解某一支路电阻在变动，而网络其他部分不变情况下的该支路电流，这时有源二端网络的等效电源是不变的，只要改变待求支路的电阻，便容易求得不同电阻值的电流了。 （四）巩固深化，反馈矫正

典型例题：在下面图示电路中,已知Us=9V, R1=3Ω，R2=6Ω,RL 可调，问RL 为何值时，它吸收的功率最大并计算出该最大功率。

（五）归纳小结，整体认识

今天我们学习的核心就是戴维宁定理,理解定理的内容并会应用它分析、求解复杂直流电路；学习戴维宁定理的等效简化思想和分析复杂问题的方法。 戴维宁定理提供了分析有源二端线性网络的等效电路的一般方法，是复杂电路分析中的一个重要定理。

（六）设置问题，留下悬念

1、应用戴维南定理解题时,应当注意什么

（1）等效电压源方向与含源二端网络开路时的端电压极性一致； （2）等效电压源只对外电路等效，对内电路不等效。 2、课后作业

课本作业P54页第4（3）题。

R

Ι= Uo

Ro+R =

Ω+Ω

=2A