中职电工技术基础与技能项目三电子教案

1、项目三 直流电路分析任务一 基尔霍夫定律的应用（6课时）学习目标掌握基尔霍夫定律，学会运用基尔霍夫定律分析复杂电路。一、基本名词1.支路由一个或几个元件首尾相接构成的一段无分支电路，称为支路。2.节点三条或三条以上支路的连接点，称为节点。3.回路电路中任意一个闭合路径称为回路。4.网孔内部不含支路的回路称为网孔。如图3-1所示电路中，有3条支路，即AEDB、AB、AFCB支路。A、B都是节点。ABDE、ABCF、AEDBCF都是回路。ABDE、ABCF回路是网孔。二、基尔霍夫定律1.基尔霍夫电流定律（KCL）该定律的内容是：任一瞬间，通过电路中任一节点的各支路电流的代数和恒等于零。也就是说，流

2、入节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。用数学式表达，即 IK=0 (3-1)式中，IK是连接于该节点的各支路电流，K=1，2，3，n（设有n条支路连接于该节点），或者表示成I入=I出 (3-2)例3-1 如图3-2所示，请列出节点电流方程。解：假设流入节点电流为正，则I1I2+I3I4=0例3-2 如图3-3所示电路，已知I1=5 A，I3=1 A，求I4。解：先任意假设未知电流I4的参考方向，如图中所示。由题意可知I2=I1=5 A在节点b应用基尔霍夫第一定律，列节点电流方程式：I3=I2+I4则I4 = I3I2=15=-4 AI4为负值，表示I4的实际方向与参考方向相反，其实际方向应

3、为流进节点。2.基尔霍夫电压定律（KVL）该定律的内容是：任一瞬间，作用与电路中任一回路各支路电压的代数和恒等于零。用数学式表达为 UK=0 (3-3)式中，UK是连接于该节点的各支路电流，K=1，2，3，n (设有n条支路组成该回路)。该定律用于某一回路时，需先假定各支路电压的参考方向并指定回路的循环方向（顺时针或逆时针），当支路电压与回路方向一致时取“+”号，相反时取“-”号。在任意时刻，一个闭合回路中各段电阻上电压降的代数和等于各电源电动势的代数和，公式为 RI=E （3-4）这就是基尔霍夫电压定律的另一种表达形式。基尔霍夫定律具有普遍的适用性，它适用于由任何元件构成的任何结构的电路，电

4、路中的电压、电流可以是恒定的也可以是任意变化的。任务二 支路电流法的运用（4课时）学习目标（1）掌握支路电流法，能够应用支路电流法分析、求解电路。（2）通过学习支路电流法，巩固基尔霍夫定律的内容及应用。一、支路电流法求解电路的一般步骤（1）确定电路的支路数m、节点n，任意假设各支路电流的参考方向和网孔的绕行方向。（2）根据基尔霍夫电流定律列出（n1）个独立的节点电流方程。（3）根据基尔霍夫电压定律列出（m1）个独立的回路电压方程。（4）代入数据，联立方程组求解各支路电流。当计算结果为正时，说明实际方向与参考方向相同；若结果为负，则相反。支路电流法具体解题已知直流发电机的电动势E1=7 V，内阻

5、r1=0.2 ，蓄电池组的电动势E2=6.2 ，内阻r1=0.2 ，负载电阻R3=3.2 。求各支路电流和负载的端电压。（1）这个支路有3条支路，2个节点，即m=3，n=2。有三个未知量，需要列出三个独立方程式联立求解。（2）列出（n1）个独立的节点电流方程，即列1个节点电流方程。 对于A点： I1+I2=I3 （3）列出（m1）个独立回路电压方程，即列2个回路电压方程。假设回路绕行方向如图3-10所示，则对回路 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I： I1r1I2r2=E1E2 对回路 = 2 * ROMAN * MERGEFORMAT II： I2r2+I3R3=E2 对

6、回路 = 3 * ROMAN * MERGEFORMAT III： I1r1+I3R3=E1 = 4 * GB3 三个方程中的任何一个方程式，都可以从其他两个方程式中导出，所以只有两个回路电压方程是独立的。 （4）联立方程组，求解各支路电流。 将数据代入式，可得方程组：解得：I1=3 A，I2=-1 A，I3=2 A。负载两端的电压为：U3=I3R3=23.2=6.4 V。三、电压源与电流源1.电压源用一个恒定电动势E与内阻r串联表示的电源称为电压源。电压源的内阻越小越好。当n个电压源串联时，可以合并为一个等效电压源，等效电压源E等于各个电压源的代数和，即 E=E1+E2+En （3-4）方向

7、与E相同的取正号，反之取负号。等效电压源的内阻等于各串联电压源内阻之和，即r=r1+r2+rn （3-5）2.电流源用一个恒定电流I与内阻r并联表示的电源称为电流源。电流源的内阻越大越好。当n个电流源并联时，可以合并为一个等效电流源，等效电流源I等于各个电流源的代数和，即 I=I1+I2+In （3-6）参考方向与I相同的取正号，反之取负号。等效电流源的内阻的倒数等于各并流电流源内阻的倒数之和，即 + （3-7）上述两种电源之间是可以相互转化的。实训 验证基尔霍夫定律（2课时）一、实训目标验证基尔霍夫定律，加深对电路定律的理解。二、实训器材（1）双路直流稳压电源（030 V）。（2）直流电流表3块。（3）MF47型万用表1块。（4）电阻3个。说明大致阻值说明大致阻值（5）导线若干。三、实训步骤（1）按图3-12将电源E1、E2接入电路，并调节，使E1=16 V，E2=6 V。（2）将电流表接入电路，测量I1、I2、I3的值（注意电流的方向），将数据填入表3-1。表3-1 测量电流值I1I2I3节点A上电