电工学教案(2010)

1北京城市学院教案2010-2011学年第一学期课程名称：电工学任课教师：李江洁授课班级：09计本1、2学部：电子与信息学部2课程名称：电工学任课教师：李江洁授课班级：09计本1、2授课日期：2.22教学内容第一章直流电路预计学时2教学目的介绍电路模型的概念，电路的组成和作用，掌握电位的概念，电流、电压的定义、大小和方向的概念，实际方向和参考方向教学重点电流实际方向和参考方向的关系，电压实际方向和关联参考方向的概念，电压电流的关联参考方向，电位和电压的关系教学难点电流和电压的参考方向的概念，关联参考方向的概念教学模式问题导入——启发思考——讲练结合——构建知识教学手段多媒体教学----板书教学过程一、电路的组成和作用（手电筒实例，引入电路图的概念）注意：通过学习，让学生明白学习强电和弱电在研究电路的侧重点不同，关注的目标不同。二、电流的定义和参考方向（难点和重点，宜慢）1.电流的实际方向：规定正电荷流动的方向2.电流的参考方向：根据电路分析的需要任意选定的方向（通过举例）3.电流的参考方向、实际方向、电流数值之间的关系：当电流的参考方向与实际方向相同时，i0；当电流的参考方向与实际方向相反时，i0。三、电压的定义和参考方向（难点和重点，宜慢）1.电压的实际方向：高电位指向低电位2.电压的参考方向：根据电路分析的需要任意选定方向（通过举例）3.电压的参考方向、实际方向、电压数值之间的关系：当电压的参考方向与实际方向相同时，u0；当电压的参考方向与实际方向相反时，u0。四、电位1.定义2.点位和电压的关系课外作业教学后记（经答疑、改作业后再填写）对于电流、电压的基本概念掌握较好，对于参考方向的概念能够很快理解，但在运用中还不够熟练。3课程名称：电工学任课教师：李江洁授课班级：09计本1、2授课日期：2.25教学内容第一章直流电路预计学时2教学目的掌握电源的分类，有源元件的概念，各种电源的性质和受控源的概念教学重点功率的概念，功率正负的含义，关联方向下欧姆定律的形式教学难点功率的概念，功率正负的含义，欧姆定律在关联参考方向与非关联参考方向下的两套公式教学模式问题导入——启发思考——讲练结合——构建知识教学手段多媒体教学----板书教学过程一、功率（难点、重点，宜慢）1.功率的定义、计算：元件上单位时间内吸收的能量2.正负的含义(1)若元件（支路）的u、i为关联方向时，该元件（支路）的功率p=ui，(2)若元件（支路）的u、i为非关联方向时，该元件（支路）的功率p=-ui；当p0时，该元件释放功率，当p0时，该元件吸收功率注意：电压电流参考方向是否关联的判断二、电阻元件1.欧姆定律、电压和电流关系（关键，尤其强调非关联方向下的关系）2.电阻元件的功率计算和特点三、电压源与电流源（一）.电压源的模型1理想电压源的性质：一个二端理想元件，其端电压u(t)=Us2实际电压源的特性(难点，重点，宜慢)（二）电流源的模型1.理想电流源的性质:一个二端理想元件，其电流i(t)=Is2.实际电流源的特性（难点，重点，宜慢）（三）受控源的概念（关键）受控源是一种4端元件，由两个支路构成，一个为控制支路，另一个为被控制支路，被控制支路的电压和电流由控制支路的电压和电流控制。课外作业1-2，1-3教学后记（经答疑、改作业后再填写）在功率计算（尤其是电源）时，对于“关联参考方向”的判定，容易遗漏和困惑。对于“回路中电压源也有电流，电流源也有电压”容易误解，对于受控源理解较困难。4课程名称：电工学任课教师：李江洁授课班级：09计本1、2授课日期：3.1教学内容第一章直流电路预计学时2教学目的电路的有关术语，掌握电路定律，基尔霍夫电流教学重点基尔霍夫电流定律的内容，KCL方程和KVL方程的列写教学难点KCL方程列写时，先表明参考方向，然后是符号的正确确定；KVL方程的符号体系与电阻上欧姆定律的符号体系不能混淆。教学模式问题导入——启发思考——讲练结合——构建知识教学手段多媒体教学----板书教学过程电路术语：支路、节点、回路、网孔一、基尔霍夫电流定律（KCL）1.内容：对于任何接点，在任一时刻流入或流出该接点的电流代数和恒等于零2.实质和应用3.假想节点。电流在电路中连续流动，不能堆积，电荷守恒的体现，可用于一个接点，也可用于一个闭合面二、基尔霍夫电压定律（KCL）1.内容：对于任何回路，在任一时刻回路中各支路电压降或升的代数和等于零。2.正负号：选定回路绕行方向，与绕行方向一致取正号，相反取负号（在列写方程时，容易将KVL的符号和欧姆定律的符号混淆）（难点）3.实质与应用：电位单值性的体现，用于任一闭合路径，可以是元件电压也可以是支路电压。4.假想回路三、总结KCL方程是针对节点（闭合面）的电流分析KVL方程是针对闭合回路（假想回路）的电压分析重要性：无论是直流电路、交流电路，线性、非线性或时变、非时变电路，基尔霍夫定律均可使用课外作业1-4，1-5教学后记（经答疑、改作业后再填写）基尔霍夫定律的内容掌握较好，能够熟练掌握KCL方程的应用，但对于KVL方程的“电压升（降）”的判断不够熟练，容易和物理量的正负混淆。5课程名称：电工学任课教师：李江洁授课班级：09计本1、2授课日期：3.4教学内容第一章直流电路预计学时2教学目的理解等效的含义，熟练掌握电阻电路的等效变换，熟练掌握电源的等效变换及在电路分析中的应用。教学重点电阻等效变换的方法，理想电源的等效变换，实际电源的等效变换教学难点串联并联的判断、电源的等效变换的应用教学模式问题导入——启发思考——讲练结合——构建知识教学手段多媒体教学----板书教学过程概念：单口网络、等效电路：（注意：等效电路的外特性等效，而内部的电路特性不同）一、电阻的串并联及等效1.串联：（1）结构特点：首尾顺次相接（2）串联分压：串联电阻的电流相同，电压同阻值成正比（3）判断：两个串联元件之间无分支（难点）2.并联：（1）结构特点：接在两个公共接点之间（2）并联分流：并联电阻的电压相同，电流同阻值成反比（3）判断：两个并联元件接在两个公共接点之间（公共节点：一种是之间可以看出的公共节点；另一种是由于电路中的导线形成的等电位点）3.混联：电阻的等效变换（重点）二、理想电源的等效变换1.理想电压源：和理想电压源并联的元件可忽略；电压值不同的理想电压源不能并联。2.理想电流源：和理想电流源并联的元件可忽略；电流值不同的理想电流源不能串联三、实际电源的等效变换1.实际电压源和实际电流源的等效变换（注意变换前后电源的方向）2.实际电源的变换及应用（难点）课外作业1.9,1.10，1.11教学后记（经答疑、改作业后再填写）学生习惯使用原来的知识，按照电流的走向分析电阻电路的串并联关系，对于复杂电路不知如何判断，在教学中强调串联、并联的基本结构特点，并以此为判断依据，学生能够较好理解新的的判断方法，但在使用中不能将判断依据深入人心。电源的等效变换方法掌握较好，但在应用中使用不熟练，对于等效的内、外电路理解不够。6课程名称：电工学任课教师：李江洁授课班级：09计本1、2授课日期：3.8教学内容第一章直流电路预计学时2教学目的熟练掌握支路电流分析法教学重点支路电流分析法的内容和解题步骤教学难点正确找出独立节点和独立回路，列KVL方程教学模式问题导入——启发思考——讲练结合——构建知识教学手段多媒体教学----板书教学过程复习基尔霍夫定律一、支路电流法的定义：以支路电流作为直接的分析对象二、分析过程1.标出每个支路电流以及参考方向（提问：有电流源存在的支路电流还需要再分析吗？）2.根据KCL列出独立的节点电流方程（难点：独立节点的确定）3.根据独立回路列KVL方程（难点：独立回路的确定；回路中元件电压的表示）4.联立方程组，得各支路电流5.根据需要，可求的电路中各元件的电压和功率三、例题分析和练习课外作业教学后记（经答疑、改作业后再填写）学生容易理解该分析方法，但做题不够规范，没能按照正确步骤解题，说明思路不清晰，对于方法不熟练。7课程名称：电工学任课教师：李江洁授课班级：09计本1、2授课日期：3.11教学内容第一章直流电路预计学时2教学目的熟练掌握节点电压分析法教学重点支路电流分析法的内容和解题步骤教学难点电路中电压源的处理教学模式问题导入——启发思考——讲练结合——构建知识教学手段多媒体教学----板书教学过程一、节点电压的定义二、节点电压法的内容1.推导：基于KCL方程2.节点电压方程（重点）自电导、互电导和节点电流注意：在计算电导时，和理想电流源串联的电阻要先忽略思考：为什么？3.理想电压源的处理（难点）（1）只有一条支路上有理想电压源（2）有多条支路上有理想电压源（3）实际电压源三、例题分析和练习课外作业1-15，1-16,1-17教学后记（经答疑、改作业后再填写）对于节点电压方程的参数意义基本理解，但对于其中的关键点掌握不好，尤其是节点电流的计算，概念不清。对于电路中有多个理想电压源的电路，分析中容易出错，对于讲授中一直强调的“电压源也提供电流”的概念不够重视。8课程名称：电工学任课教师：李江洁授课班级：09计本1、2授课日期：3.15教学内容第一章直流电路预计学时2教学目的熟练掌握叠加定理教学重点叠加定理的内容和应用教学难点不工作的独立电源的处理，受控源的处理教学模式问题导入——启发思考——讲练结合——构建知识教学手段多媒体教学----板书教学过程一、叠加定理的内容P24二、适用范围：线性电路的电流和电压分析三、解题方法（重点）1.不工作的独立电压源短路处理；不工作的独立电流源开路处理思考：为什么这样处理？2.受控源不能作如上处理，应按正常情况分析（难点）3.要特别注意各电压和电流断的参考方向三、例题分析和练习课外作业1-18，1-19,1-20教学后记（经答疑、改作业后再填写）经过分析总结理想电压源、理想电流源的特点，能够掌握理想电源的处理方法，叠加定理的内容掌握较好，但对于受控源仍有个别同学简单除去。9课程名称：电工学任课教师：李江洁授课班级：09计本1、2授课日期：3.18教学内容第一章直流电路预计学时4教学目的熟练掌握等效电源定理教学重点等效电源定理，开路电压、短路电流和等效电阻的计算教学难点含受控源电路的等效电阻的计算教学模式问题导入——启发思考——讲练结合——构建知识教学手段多媒体教学----板书教学过程一、戴维南定理（等效电压源）1.内容：P27；戴维南等效电路2.计算重要参数（重点）（1）开路电压OCU强调：a.一定要注意“开路”的特点b.注意电压的极性（2）等效电阻ORa.不含受控源的电路，将电路中所有的独立电源除去（提问：怎么除去？），利用电阻电路串并联的等效变换求出ORb.含受控源的电路，用外加电源法计算OR（P29）（难点）二、诺顿定理（等效电流源）1.内容：P30；诺顿等效电路2.计算重要参数（重点）（1）短路电流SCI强调：a.一定要注意“短路”的特点b.注意电流的方向（2）等效电阻OR（计算方法同戴维南定理，且同一电路的戴维南等效电阻和诺顿等效电阻的值相同）◆含受控源的电路，等效电阻也可以由SCOCOIUR计算（难点）三、例题分析和练习课外作业1-22，1-23，1-24教学后记（经答疑、改作业后再填写）对于等效电源定理容易接受，但在实际应用中理解较慢。可以考虑在今后的教学中细化定理的内容描述，尽量让学生更贴近定理的本质。10课程名称：电工学任课教师：李江洁授课班级：09计本1、2授课日期：3.22教学内容第一章直流电路预计学时2教学目的复习直流电路基本定律和常用的分析方法及定理教学重点总结已学内容，习题讲解和练习，加深理解教学难点各种方法的综合应用教学模式问题导入——启发思考——讲练结合——构建知识教学手段多媒体教学----板书教学过程复习回顾：一、基本物理量：电压、电流、功率二、基本定律：基尔霍夫电流定律三、等效变换：电阻电路、电源四、常用分析方法：支路电流法、节点电压法五、常用定理：叠加定理、等效电源定理（戴维南定理、诺顿定理）习题讲解和练习课外作业教学后记（经答疑、