第3章复杂直流电路教案

1、章节 名称§ 3- 1基尔霍夫定律授课 形式讲授课 时3班 级教学 目的1 .掌握节点、支路、回路、网孑1的概念。2 .熟练掌握基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。教学重点 基尔霍夫电流和电压定律的应用教学 难点 辅助 手段基尔霍夫电流和电压定律的推广应用。多媒体教学，视频动画播放课外作 业一、基本概念教学1.复杂电路。过程2.支路：由一个或几个元件首尾相接构成的无分支电路。节点：三条或三条以上的支路汇聚的点。回路：电路中任一闭合路径。网孔：没有支路的回路称为网孔。3 .举例说明上述概念。4 .提问：图3-1中有几个节点、几条支路、几条回路、几个网孔?5 .举例二、基尔霍夫电流定律1

2、 .形式一：电路中任意一个节点上，流入节点的电流之和等于流出节点的 电流之和。I入I出形式二：在任一电路的任一节点上，电流的代数和永远等于零。I 0规定：若流入节点的电流为正，则流出节点的电流为负。2 .推广：应用于任意假定的封闭面。流入封闭面的电流之和等于流出封闭 面的电流之和。【例3-1如图3-5所示电桥电路，已知I i = 25 mA 13 = 16 mA 14 = 12 A, 试求其余电阻中的电流I2、I5、屋。解：在节点a上: 在节点d上： 在节点b上：图3-5 例题3-1I 1=I2+I3 ,则I2=I1I 1=I4+I5 ,贝 UI5=I1I 2=I6+I5,则I6=I2I3 =

3、 2516 = 9 mA14 = 2512 = 13 mA15 = 913 =4 mA电流I 2与I 5均为正数，表明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相同, I 6为负数，表明它的实际方向与图中所标定的参考方向相反。三、基尔霍夫电压定律1 .内容：从一点出发绕回路一周回到该点时，各端电压的代数和等于零。U=0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。RI E2 .禾I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，也可沿着反时针方向绕行）；（2）电阻元件的端电压为

4、7; RI,当电流I的参考方向与回路绕行方向一致时，选取“十”号；反之，选取“ ”号；（3）电源电动势为 E,当电源电动势的标定方向与回路绕行方向一致时，选取“+”号，反之应选取“ ”号。3 .注意点：（1）在绕行过程中从元器件的正极到负极，电压取正，反之为负。（2）绕行方向可选择，但已经选定后不能中途改变。四、练习1 .是非题 （1）（4）。2 .选择题 （1）（6）。五、小结1 .基尔霍夫电流定律的内容、表达式。2 .基尔霍夫电压定律的内容、表达式。六、布置作业填空题（2）（5）章节 名称目的重点§ 32支路电流法授课形式掌握支路电流法并能运用它解题o支路电流法的应用。讲授教学

5、难点 辅助 手段支路电流法的应用。多媒体教学，视频动画播放课外作 业课前复习1 .电路的节点、支路、回路、网孔的概念。2 .基尔霍夫电流定律、电压定律的内容和表达式。新课教学、支路电流法1 .以支路电流为未知量，应用基尔霍夫两定律列出联立方程，求出各支路 电流的方法。2 .对于n条支路，m个节点的电路，应用支路电流法解题的步骤：(1)选定各支路电流为未知量，并标出各电流的参考方向，并标出各电阻 上的正、负。教学 过程(2)(3) 方程。(4)按基尔霍夫电流定律，列出(m-1)个独立的节点电流方程式。指定回路的绕行方向，按基尔霍夫电压定律，列出n-(m-1)个回路电压代入已知数，解联立方程式，求

6、各支路的电流。(5)确定各支路电流的实际方向。3【例3-2 如图3-7所示电路，已知 E1 = 42 V, E = 21 V,R = 12R = 3, R = 6,试求：各支路电流 卜、I2、I3。解：该电路支路数b = 3、节点数n = 2,所以应列出1个节点电流方程和2个回路电压方程，并按照 RI = E列回路电压方程的方法：(任一节点)(2) RIi + RI 2= Ei + E2(网孔 1)(3) R4 3 RI 2 = E2(网孔 2代入已知数据，解得：I i = 4 A , I2 = 5 A , I3= 1 A。电流I 1与12均为正数， 表明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相

7、同，I 3为负数，表明它们的实际 方向与图中所标定的参考方向相反。二、练习如图所示，已知电源电动势 Ei=18V, E2=9V,内阻不计，R=R=1 , R=4 , 试用支路电流法求各支路的电流。bAFR 同 口 1Q三、小结1 .支路电流法解题步骤。2 .用支路电流法解题的注意点。四、布置作业4.问答与计算题(1)、。章节 名称§ 33叠加定理授课 形式讲授课 时3班 级教学 目的1 .掌握叠加定理的内容。2 .止确应用叠加定埋计算两个网孔的电路。教学 重点应用叠加定理解题及几个注意点。教学 难点不能应用叠加定理计算功率。辅助 手段多媒体教学，视频动画播放课外作 业教学 过程课前复

8、习4.计算题（3）,用支路电流法求各支路的电流。新课教学一、叠加原理1 .运用叠加定理可以将一个复杂的电路分为几个比较简单的电路，然后对 这些比较简单的电路进行分析计算， 再把结果合成，就可以求出原有电路中的电 压、电流，避免了对联立方程的求解。2 .内容：在线性电路中，任何一个支路中的电流（或电压）等于各电源单 独作用时，在此支路中产生的电流（或电压）的代数和。3 .步骤：（1）分别作出由一个电源单独作用的分图，其余电源只保留其内阻。（对包压源，该处用短路替代，对恒流源，该处用开路替代）。（2）按电阻用、并联的计算方法，分别计算出分图中每一支路电流（或电 压）的大小和方向。（3）求出各电动势

9、在各个支路中产生的电流（或电压）的代数和，这些电流（或电压）就是各电源共同作用时，在各支路中产生的电流（或电压）。4.注思点：（1）在求和时要注意各个电流（或电压）的正、负。（2）叠加定理只能用来求电路中的电流或电压,而/、能川来计算功率。二、应用举例【例3-3】如图3-8（a）所示电路，已知E = 17 V ,E = 17 V, R = 2, R2= 1, R = 5,试应用叠加定理求各支路电流11、12、13。解:(1)当电源Ei单独作用时，将视为短路、设R3 = R / R = 0.83E11711' 16 AR1 &32.83R3I2' 3Ii' 5AR

10、2 R3I 3R2I1R2R31A当电源E单独作用时,将E1视为短路R3 =R / R = 1.43I1”I3'E2R2R13R3R1R3R1R1R3177 A2.4312” 5AI22 A图3-8 例题3-3(3)当电源E、E2共同作用时(叠加)，若各电流分量与原电路电流参考方 向相同时，在电流分量前面选取“ +”号，反之，则选取“ ”号：I 1 = I/ IJ = 1 A ,12= I2' + I2 = 1 A ,I3= I 3' + I3=3 A 。三、练习教材P54页(3)四、小结1 .叠加定理的内容。2 .应用叠加定理解题的步骤3 .两个注意点五、布置作业教材

11、P54页(4)章节 名称§ 34戴维宁定理授课 形式讲授课 时3班 级教学 目的1 .掌握戴维宁定理的内容。2 .能止确运用戴维宁定理进行解题。教学 重点运用戴维宁定理进行解题。教学 难点运用戴维宁定理进行解题。辅助 手段多媒体教学，视频动画播放课外作 业课前复习叠加定理的内容新课教学当有一个复杂电路，并不需要把所有支路电流都求出来，只要求出某一支路 的电流，在这种情况下，用前面的方法来计算就很复杂， 应用戴维宁定理求解就 较方便。一、二端网络1 .网络：电路也称为电网络或网络。2 .二端网络：任何具有两个引出端与外电路相连的电路。3 .输入电阻：由若干个电阻组成的无源二端网络，可以

12、等效成的电阻。4 .开路电压：有源二端网络两端点之间开路时的电压。图3-9二端网络教学 过程二、戴维宁定理1 .内容：对外电路来说，一个含源二端线性网络可以用一个电源来代替。该电源的电动势Eo等于二端网络的开路电压，其内阻 R0等于含源二端网络内所有电动势为零，仅保留其内阻时，网络两端的等效电阻(输入电阻) 。2 .步骤：(1)把电路分为待求支路和含源二端网络两部分。(2)把待求支路移开，求出含源二端网络的开路电压 4。(3)将网络内各电源除去，仅保留电源内阻，求出网络二端的等效电阻 Rb(4)画出含源二端网络的等效电路，并接上代求支路电流。3.注意：代替含源二端网络的电源极性应与开路电压Ub

13、的极性一致。【例3-4如图3-10所示电路，已知Ei = 7 V, E = 6.2 V, Ri = R = 0.2 ,R = 3.2,试应用戴维宁定理求电阻 R中的电流I。图3-10 例题3-4解：(1)将R所在支路开路去掉，如图3-11所示，求开路电压Ub：IiE1E2RR20.804Ub = E + RI 1 = 6.2 + 0.4 = 6.6 V =% = R II R = 0.1r。oa图3-12 求等效电阻 Rb(2)将电压源短路去掉，如图3-12所示，求等效电阻Rb：(4)画出戴维宁等效电路，如图3-13所示，求电阻R中的电流IEoR ro6.63.32A图3-13 求电阻R中的电

14、流I四、练习如图3-14所示的电品已知E = 8 V , R= 3 , R = 5, R = RR = 0.125,试应用戴维宁定理求电阻 R中的电流I图3-14 例题3-5五、小结1 .戴维宁定理的内容。2 .应用戴维宁定理解题的步骤3 .注意点。四、布置作业教材P54页(6)章节 名称§ 35两种电源模型的等效 变换授课 形式讲授课 时3班 级教学 目的1 .建立电压源和电流源的概念。2 .掌握电压源与电流源的等效变换。教学 重点电压源与电流源的等效变换条件和应用场合。教学 难点应用电压源与电流源的等效变换解题。辅助 手段多媒体教学，视频动画播放课外作 业教学 过程课前复习戴维宁

15、定理的内容。 新课教学一、电压源1 .电压源：为电路提供一定电压的电源。2 .恒压源：电源内阻为零，电源提供恒定不义的电压。3 .恒压源的特点(1)它的电压恒定不斐。(2)通过它的电流可以是任意的，且决定于与它连接的外电路负裁的大小。 4.符号二、电流源1 .电流源：为电路提供f 电流的电源。2 .恒流源：电源内阻为无穷大，电源将提供恒定不变的电流。3 .恒流源的特点(1)它提供的电流恒定不义，不随外电路而改变。(2)电源端电压是任意的，且决定于外电路。4 .符号三、电压源与电流源的等效变换1 .电压源 理想电压源串联内阻 R0 电流源 理想电流源并联内阻Ro2 .电压源U Us I R0US

16、 UI Ro电流源I Is Rs对外等效所以Us U%IsURsIs UsRoRoRs3.结论可用一个电流源与电阻的并联组合来(1) 一个电压源与电阻的串联组合, 等效代替。条件：Is Us Ro, Rs Ro,如下图(2) 一个电流源与电阻的并联组合，可用一个电压源与电阻的串联组合来 等效代替。条件：Us Is Rs, Ro Rs如下图。QR。RR四、电源等效变换及化简原则1 .注意点(32 .两个并联的电压源不能直接合并成一个电压源，但两个并联的电流源可 以直接合并成一个电流源。3 .两个串联的电流源不能直接合并成一个电流源，但两个串联的电压源可 以直接合并成一个电压源。4 .与恒压源并联的电流源或电阻均可去除；与恒流源串联的电压源或电阻 均可去除。五、例题分析【例3-5】如图所示的电路，已知：日=12 V , E = 6 V , R = 3, R2 = 6,R = io ,试应用电源等效变换法求电阻 R中的电流。解：（1）先将两个电压源等效变换成两个电流源，如图（b）所示，两个电 流源的