邱关源电路教案(3.4次课))

电气与信息工程系教案第3次课授课时间课程名称电路院系电气与信息工程系班级、层次任课教师职务授课方式理论+实践学时2授课题目（章，节）§1-7受控电源§1-8基尔霍夫定律基本教材(或主要参考书)《电路》邱关源第五版教学目的与要求：1.知识与技能目标：了解受控源的概念及分类，掌握基尔霍夫电压、电流定律的概念和应用。2.过程与方法目标：培养学生的分析能力、动手能力、利用所学知识解决实际问题的能力。3.情感目标：激发学生对电气相关专业课程的学习热情。教学重点与难点：重点：1.基尔霍夫电压定律2.基尔霍夫电流定律3.受控源难点：1.基尔霍夫电压定律2.基尔霍夫电流定律教学过程设计：1.知识回顾2.讲授新课3.小结与作业教学方法及手段：讲述法、演示法、发现法、讨论法、练习法等（教案续页）讲授与指导内容讲课、互动内容设计课时分配备注§1-7受控电源一、定义：其大小和方向不是给定的，而是受电路中某个电压或电流控制的元件。二、电路符号受控电压源受控电流源三、分类根据控制量是电压u或电流i，受控源可分四种类型：1、电压控制的电压源（VCVS）2、电流控制的电压源(CCVS)1u2u1u1ri2u1i21uu21uri3、电压控制的电流源(VCCS)4、电流控制的电流源(CCCS)1gu1u2i1i2i1i21igu21ii四、受控源与独立源的比较1、独立源的大小和方向由电源本身决定，与电路中其它电压、电流无关，而受控源则由控制量决定。2、分析含受控源的电路时，可以把受控源作为独立源处理，但必须注意受控源的大小是取决于控制量的。例1：已知210.5uu，2siA，求电流i。si2u521ui解：122510,0.5105uuV，52.52iA例2：已知13cii，求ci510V1ici解：12iA，136ciiA§1-8基尔霍夫定律一、基本概念1.支路：电路中的每一分支（通过同一电流的分支）。2.支路电流：一条支路流过一个电流。3.结点：电路中两条以上支路的连接点。4.回路：由支路组成的闭合路径。13245671i2i3iA图1图2该电路：6条支路，4个节点,7个回路。二、基尔霍夫电流定律（KCL）1、定义：在集总参数电路中，任意时刻，通过任一结点的电流的代数和等于零。即流出任一结点的支路电流等于流入该结点的支路电流。0i即：ii入出例：在图2中，则有1230iii（1）由（1）式得312iii注：关键：“+”、“-”号的选取：若流出结点的电流前面取“+”号；则流入结点的电流前面取“-”号。例：若：12342,3,5,2iAiAiAiA。求5i1i2i3i4i5i解：51234iiiii=2+(-3)-5-(-2)=-4A123450iiiii1i4i6i2i5i3i对“1”1460iii（1）对“2”2450iii（2）对“3”3560iii（3）（1）+（2）+（3）得：1230iii2、推广的基尔霍夫定律：在任意时刻，通过一个闭合面的支路电流的代数和等于零。即：0i注意：（1）KCL是对支路电流间的约束，与支路上是什么元件无关。（2）KCL方程是按电流参考方向列写，与电流实际方向无关，故列写方程时应先选参考方向。三、基尔霍夫电压定律（KVL）1、在集总电路中，任何时刻，沿任一回路，所有支路电压的代数和等于零。即：0u关键：u前“+”“-”的选取：若支路电压的参考方向与回路的绕行方向一致，u前取“+”；若支路电压的参考方向与回路的绕行方向相反，u前取“-”。例：12341u2u3u4uAB1SU1R2SU2RR2UU1R2SU2R2UU1SU图3图4图5对该回路，则有：3420uuu220SUUUR，上式仍成立。列写KVL方程时，应先：（1）标定各元件电压参考方向（2）选定回路绕行方向，顺时针或逆时针.2、扩展的基尔霍夫电压定律KVL既可用于任何闭合回路，也可用于其它任何不闭合路径（广义回路）。注意：（1）KVL是对回路电压间的约束，与回路各支路上接的是什么元件无关（2）KVL方程是按电压参考方向列写，与电压实际方向无关。例1：图5任意元件构成的回路。已知5,4,3ABBCDAUVUVUV，DAUABUBCUABCCDU图5解：由KVL知：0ABBCDACDUUUU故：CDABBCDAUUUU=-5-（-4）-（-3）=2V应用扩展的KVL知：0ABBCCAUUU故：5(4)1CAABBCUUUV例2：图6所示电路中，电阻123121,2,2,3,2SSRRRUVUV。求3U。1SU2SU1R2R3R1I2I3I3U1U2U图6解：由KVL得：11333SUUUU，22332SUUUU33331212312332,,122UUUUUUIIIRRR由KCL得：123III33332122UUU解得：32UV例3：图7电路中，已知1230.5,1,2,10sRKRKRKuV，150cii。求3u。su1R2R3u2i1i3Rci1图7解：对结点1列写KCL得：12ciii即：11250iii对回路列写KVL得：1122sRiRiu即：12500100010ii解得：131051.510iA33312105019.4cuRiiV例4：电路如图8所示，已知：1231210,2,1,1EVEVEVRR，求U。1E1R2E2R1I2I3EU图8解：对左回路由KVL知：1122RIRIE且12II解得：215IIA对右回路由扩展的KVL知：3222UEERI22232516UERIEV1-11.电路如图所示，其中2,10ssiAuV。求：（1）2A电流源和10V电压源的功率；（2）如果要求2A电流源的功率为零，在AB线段内应插入何种元件？分析此时各元件的功率；（3）如果要求10V电压源的功率为零，则应在BC间并联何种元件？分析此时元件的功率。susiABCsusiABsususiABCsisuBCsi5si解：（1）10220,10220ssiuPWPW（2）在AB段内串联一大小为10的电源。此时，si两端的电压为0；10,10220ssiuPWPW吸收功率210220suPW发出功率（3）在BC段内并联一大小为2A的电流源或并联一大小为5的电阻；此时，流过su的电流为0su10,10220siPWPW发出功率210220siPW吸收功率2R2520PW吸收功率1-12(a).求图示电路中每个元件的功率。1V0.5A2u解：2R0.520.5PW吸收功率0.5212uVsu10.50.5PW吸收功率，s20.51iPW发出功率1-14电路如图所示，试求：（1）电流1i和abu（2）电压cbu2su451i10.9iiab52010.05uab2A1u3Vc10Vabiaciacu（a）（b）解：（1）1025iA（2）12510uV10.92i10.050.5aciuA12200.99iA10313cbuV对a点，由KCL知：1abiii129abiiiA28499abuV1-15(2)：已知11210,2,4.5,1,suViARR求2i。10K110u1u1K1usu1R2R13u2i1i2uiu2V解：111104.521suuRiV21113936uRiuV，222661uiAR1-22试求1u及u。解：121100010iu，111000010uiu，120uV，110200uuV3A-2A?i33155?u5V10V20V（1）i=5A(2)u=-5-20+10=-15V4V35V?i4V31A5V(3)i=3A(4)u=12V101A-10V?I1I4V10A3A?UI2(5)I=-3A;(6)U=10V;250V1050i402A0.5uu6V31ui1i(7)150150iA(8)62uuV123iiAu=4V102402500u326i50uV43iA，48233PW吸收功率su2R1R1I1I?U10V5513I1I5?U(9)2111(1)IIII(10)U=-2V11(1)suRI，11(1)suIR2121URIRI=211(1)sRuIR（11）求图示电路中的电压U和电流I，并求受控源吸收的功率。U4AI622I解：2462UUI，6UI，324III2IA12UV，212448PUIW（教案末页）小结本节课主要介绍了受控源的四种主要形式、基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律这些内容全是本节课程的重点内容。同学们课后一定要认真做作业，让本节课的内容得到更好的理解和巩固。复习思考题，作业题复习要点：1.电路的等效变换（重点）2.电阻的串联和并联（重点）3.电阻的混联（重点）思考题：1．什么是分压公式？2．什么是分流公式？作业:p25练习题1-8至1-20实施情况及分析电气与信息工程系教案第4次课授课时间2014.09.04课程名称电路院系电气与信息工程系班级、层次13电气（本）任课教师史云玲职务助教授课方式理论+实践学时2授课题目（章，节）§2-1引言§2-2电路的等效变换§2-3电阻的串联和并联基本教材(或主要参考书)《电路》邱关源第五版教学目的与要求：1.知识与技能目标：了解电路等效变换的概念，掌握电阻串联和并联的特点。2.过程与方法目标：培养学生的分析能力、动手能力、利用所学知识解决实际问题的能力。3.情感目标：激发学生对电气相关专业课程的学习热情。教学重点与难点：重点：1.电路的等效变换2.电阻的串联和并联难点：1.电阻的混联教学过程设计：1.知识回顾2.讲授新课3.小结与作业教学方法及手段：讲述法、演示法、发现法、讨论法、练习法等（教案续页）讲授与指导内容讲课、互动内容设计课时分配备注§2-1引言1、电阻电路：仅由电源和线性电阻构成的电路。2、分析方法：等效变换的方法,也称化简的方法。§2-2电路的等效变换一、二端网络（一端口网络）：任何一个复杂的电路,向外引出两个端子，且从一个端子流入的电流等于从另一端子流出的电流。二端网络ii二、二端网络等效：两个二端网络，端口具有相同的电压、电流关系，则称它们是等效电路。BiCiuu若：对A电路中的电流、电压和功率而言，满足BACA=——对外等效A—外电路B—被替代的部分电路C—等效电路注意：（1）电路等效变换的条件：两电路具有相同的VCR。（2）电路等效变换前后不变部分：未变化的外电路A中的电压、电流和功率。（3）电路等效变换的目的：化简电路，方便计算。例：absuR1R2R3R4R5RsuReqRab§2-3电阻的串联和并联一、电阻的串联1R2RnReqRU1U2UnUIUI12eqnRRRR注意：（1）所有电阻上流过的电流相同；12nUUIRRRR（2）串联的每个电阻，其电压与电阻值成正比。12kkknRRUUURRRR（3）串联电路的总电阻等于各分电阻之和。特例：122,3,5RRUV,求R,12,UU1R2RU1U2UIRUI12UIRR125RRR111225223RUUVRR221235323RUUVRR2、电阻的并联1R2RnR1I2InIeqRUIUI12121111ReqneqnGGGGRRR注意：（1）所有电阻两