第一篇：電工基礎教案

第8章 線性電路中的過渡過程 8.1 換路定律與初始條件

各位評委：

大家下午好！今天我說課的題目是《換路定律與初始條件》，我將從教材分析，教學目標、教學重難點、教學策略、教學程序等方面對本節(jié)課進行闡述。

一、教材分析

（一）本節(jié)內(nèi)容在教材中的地位和作用

《換路定律與初始條件》是高等職業(yè)技術教育電子電工類職業(yè)規(guī)劃教材《電工基礎》第八章第一節(jié)的內(nèi)容，是本章的重點內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容是在學習了線性電路在直流、正弦交流電路的基礎上而編排的，是信號在激勵源作用下的穩(wěn)態(tài)響應過程。在實際的應用電路中，由于L、C元件的儲能與放能過程是漸變過程，其上的電流、電壓是微分、積分關系，所以電路的工作狀態(tài)處于動態(tài)過程?？梢姡娐返姆€(wěn)態(tài)是電路工作的全過程的一個階段。本節(jié)課結合以前所學的基爾霍夫電流、電壓定律以及元件VAR的特點，應用歐姆定律，求解動態(tài)電路的全過程，既是對以前所學知識和方法的綜合運用，又為以后學習動態(tài)電路全響應奠定基礎。本節(jié)求解動態(tài)電路全過程是以時間t為自變量，即在時域內(nèi)進行，故稱為時域分析。此外，線性電路過渡過程還與人們的生產(chǎn)技術、科學研究有密切的聯(lián)系。因此，學習這節(jié)課還具有廣泛的現(xiàn)實意義。

（二）教學內(nèi)容

本節(jié)課的教學內(nèi)容包括：過渡過程的概念、換路定律、初始條件的概念以及拓展和應用。

二、教學目標

根據(jù)大綱要求及學生的認知特點，特制定以下教學目標

1、知識目標

（1）掌握過渡過程的概念。

(2)能運用換路定律來解決相關的一階電路響應。

2、能力目標

（1）提高學生的理論推導能力及自學能力。（2）培養(yǎng)學生的邏輯思維能力。

3、情感目標

通過學生在學習過程中的互助、合作，培養(yǎng)學生的團結協(xié)作意識，充分發(fā)揮學生的主觀能動性。

三、教學重點、難點 本節(jié)重點：

1、過渡過程概念的理解

2、理解換路定律會計算初始值 本節(jié)難點：

l、電感電路的換路定律

2、電容電路的換路定律。

【設計意圖】只有掌握了過渡過程概念，才能為以后電路的分析、計算奠定基礎，因此將其確定為本節(jié)課的重點。由于學生的邏輯思維能力還不是很強，對換路定律的理解及以后電路的分析有一定的難度，因此將此確定為難點。

四、教學策略

（一）學情分析

進入大學的學生已在高中學了三年的物理，對電學知識，尤其是對直流電路分析有了初步的了解，也同時具備了一定的理論推導能力。但是，由于學生的基礎知識普遍較差，而且認知層次不盡相同。

（二）學法指導

知識是認識主體，是學生主動建構的。學生不是把知識從外界搬進大腦中，而是通過與外界的相互作用來獲取，建構新知識。根據(jù)本節(jié)課的特點，讓學生通過小組合作的方式，在教師的引導下，積極動手，互幫互助，綜合運用以前所學知識進行理論推導新知識，并將新知識進行拓展運用，充分調(diào)動學生學習的積極性，引導學生主動建構新知識。

（三）教學方法

本節(jié)課我綜合運用趣味教學法、直觀教學法、演示法、啟發(fā)教學等教學法，讓學生更好的理解和掌握本節(jié)課知識。

【設計意圖】通過創(chuàng)設情景演示實驗、動手操作、理論推導、拓展運用等探究性活動，引發(fā)學生對電路設計的好奇心，鼓勵他們進行思考，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神及自主學習能力。

五、教學過程

根據(jù)本節(jié)課的內(nèi)容特點，我把本節(jié)課分為：激趣導入（5分鐘）、探求新知（17分鐘）、難點突破（8分鐘）、課堂鞏固（8分鐘）、課堂小結（5分鐘）、作業(yè)布置（2分鐘）六個環(huán)節(jié)來進行課堂教學。

（一）激趣導入

通過一個簡單的實驗現(xiàn)象的對比，直觀形象的引出本節(jié)課的課題——“過渡過程”，導入新課。同時，讓學生梳理一下直流電路的知識。

【設計意圖】通過實驗演示，激發(fā)學生的學習興趣和求知欲，調(diào)動學生的積極性，直觀形象的引入本課。通過知識的梳理，為接下來的新知識的學習做好準備。

（二）探求新知

探求新知著重于培養(yǎng)學生運用所學知識分析、解決實際問題的能力。著重于提高學生對知識分析，歸納，總結的能力，著重于提高學生的自學能力。

第二篇：電工基礎教案

課題1－3電阻

教學目標了解電阻的概念和電阻與溫度的關系，掌握電阻定律。

教學重點電阻定律

教學難點R與U、I無關；溫度對導體電阻的影響。

教學過程及內(nèi)容

一． 組織教學準備教案，檢查出勤情況

二．復習提問

1、什么是電流？

2、電流的計算公式

三．新課講解

第三節(jié) 電阻

一、電阻

1．導體對電流所呈現(xiàn)出的阻礙作用。不僅金屬導體有電阻，其他物體也有電阻。

2．導體電阻是由它本身的物理條件決定的。

例：金屬導體，它的電阻由它的長短、粗細、材料的性質(zhì)和溫度決定。

3．電阻定律：在保持溫度不變的條件下，導體的電阻跟導體的長度成正比，跟導體的橫截面積成反比，并與導體的材料性質(zhì)有關。

R?????l? S

4． 結論：電阻率的大小反映材料導電性能的好壞，電阻率愈大，導電性能愈差。

導體：??＜?10-6 ??m

絕緣體：??＞?107???m

半導體：10-6???m?＜?? ＜?107???m

二、電阻與溫度的關系

1．溫度對導體電阻的影響：

(1)溫度升高，自由電子移動受到的阻礙增加；

(2)溫度升高，使物質(zhì)中帶電質(zhì)點數(shù)目增多，更易導電。隨著溫度的升高，導體的電阻是增大還是減小，看哪一種因素的作用占主要地位。

2．一般金屬導體，溫度升高，其電阻增大。少數(shù)合金電阻，幾乎不受溫度影響，用于制造標準電阻器。

3．超導現(xiàn)象：在極低溫（接近于熱力學零度）狀態(tài)下，有些金屬（一些合金和金屬的化合物）電阻突然變?yōu)榱?，這種現(xiàn)象叫超導現(xiàn)象。

ο4．電阻的溫度系數(shù)：溫度每升高1C時，電阻所變動的數(shù)值與原來電阻值的比。若溫

度為t1時，導體電阻為R1，溫度為t2時，導體電阻為R2，則

????

即 R2?R1 R1(t2?t1)

R2???R1 [?1?????(?t2???t1?)?]

οο例：一漆包線（銅線）繞成的線圈，15C時阻值為20??，問30C時此線圈的阻值R

為多少？

四．課堂練習

五．課堂小結

六．布置作業(yè) 教材習題第4大題第(3)題。

第三篇：《電工基礎》教案5

《電工基礎》教案5

《電工基礎》教案5 課題：電阻（R）

教學目的：

1、了解導體中的電阻

2、掌握電阻的特點和性質(zhì)

3、了解電器中的絕緣電阻

重點、難點：導體電阻的特點和性質(zhì)及其運用

教學方法：引導、提示、歸納

教學過程：

Ⅰ.組織教學

Ⅱ.導入新授

Ⅲ.示標

Ⅳ.學生自學

圍繞所示目標，閱讀教材，回答下列問題：

1、什么是電阻？

2、電阻的符號？電阻的單位符號？

3、人體的電阻是多少？

4、電器中的絕緣電阻

Ⅴ.疑點講解：

電器中絕緣電阻以及人體的電阻，電阻在電氣中的利和弊。

電阻——電流在導體的流動中所受到的阻力叫電阻或著說對導體中電流流動有阻礙作用的物質(zhì)叫電阻。符號：R

電阻的單位是歐姆（?）常用的還有兆歐（M?）、千歐（K?）、毫歐（M?）和微歐（u?）

《電工基礎》教案5 1兆歐（M?）=1000千歐（K?）

1千歐（K?）=1000歐（?）

1歐（?）=1000毫歐（m?）

1毫歐（M?）=1000微歐（u?）

測量電阻大小的是歐姆表、萬用表、電橋。

1、單臂電橋

2、雙臂電橋以及兆歐表。

1歐以下的有雙臂電橋，1歐到十歐的用單臂電橋，1歐到1兆歐的用萬用表。兆歐以上的用兆歐表，也叫搖表、高阻表、麥格表等等。

第四篇：《電工基礎》教案3

《電工基礎》教案3

《電工基礎》教案3 課題：電的基本物理量：

2、電動勢（E）

教學目的：

1、了解電源

2、掌握電動勢的單位

3、用電壓表怎么測量電動勢

重點、難點：電動勢特點和性質(zhì)及其運用

教學方法：引導、提示、歸納

教學過程：

Ⅰ.組織教學

Ⅱ.導入新授

圍繞所示目標，閱讀教材回答下列問題：

1、什么是電動勢？單位是什么？

2、干電池的電動勢是多少伏？蓄電池的電動勢是多少伏？

3、低壓變壓器的電動勢是多少伏

4、電動勢的方向是怎么規(guī)定的？

5、電動勢的符號是什么？電動勢單位的符號是什么？

電源——能將其它形式的能量轉換成電能的設備叫電源。

例如：干電池（1.5V），蓄電池（2V）是化學能的轉換。發(fā)電機，是機械能的轉換。

電動勢——電源力將單位正電荷從負極移到正極所做的功叫電動勢。

電動勢的單位：常用的有伏特（V），比它大的單位有千伏（KV），比它小的單位有毫伏（MV）和微伏（uV）。

《電工基礎》教案3

1千伏（KV）=1000伏（V）

1伏（V）=1000毫伏（MV）

1毫伏（MV）=1000微伏（uV）

測量電動勢物理量大小的儀表是伏特表，也叫電壓表。電壓表的內(nèi)阻越大，測量越準確。測量是時把電壓表并接在被測電路中。直流表注意電壓表的正（+）負（—）極不要接錯，以免損壞電壓表。

第五篇：《電工基礎》電子教案

湖南鐵道職業(yè)技術學院 《電工基礎》電子教案

第1章電路的基本概念與基本定律 1．1 電路和電路模型

1.2 電路的基本物理量及相互關系 1．3 電阻、電容、電感元件及其特性 1.4 電路中的獨立電源 1.5 基爾霍夫定律

1．6 電阻、電感、電容元件的識別與應用 1．1 電路和電路模型

案例1．１ 手電筒電路是大家所熟悉的一種用來照明的最簡單的用電器具，如圖1.1所示。

它由四部分組成：

(1)干電池，它將化學能轉換為電能；(2)小電珠，它將電能轉換為光能；

(3)開關，通過它的閉合與斷開，能夠控制小電珠的發(fā)光情況；(4)金屬容器、卷線連接器，它相當于傳輸電能的金屬導線，提供了手電筒中其它元件之間的連接 1．1．1 電路

電路是由若干電氣設備或元器件按一定方式用導線聯(lián)接而成的電流通路。通常由電源、負載及中間環(huán)節(jié)等三部分組成。

電源是將其它形式的能量轉換為電能的裝臵，如發(fā)電機、干電池、蓄電池等。

負載是取用電能的裝臵，通常也稱為用電器，如白熾燈、電爐、電視機、電動機等。中間環(huán)節(jié)是傳輸、控制電能的裝臵，如連接導線、變壓器、開關、保護電器等。

實際電路的結構形式多種多樣，但就其功能而言，可以劃分為電力電路（強電電路）、電子電路（弱電電路）兩大類。

電力電路主要是實現(xiàn)電能的傳輸和轉換。電子電路主要是實現(xiàn)信號的傳遞和處理。1．1．2電路模型 1．電路模型

由電路元件構成的電路，稱為電路模型。電路元件一般用理想電路元件代替，并用國標規(guī)定的圖形符號及文字符號表示。

2．電路元件

為了便于對電路進行分析和計算，將實際元器件近似化、理想化，使每一種元器件只集中表現(xiàn)一種主要的電或磁的性能，這種理想化元器件就是實際元器件的模型。

理想化元器件簡稱電路元件。

實際元器件可用一種或幾種電路元件的組合來近似地表示。1.2 電路的基本物理量及相互關系 1． 電流

（1）電流的大小 電荷的有規(guī)則的定向運動就形成了電流。

長期以來，人們習慣規(guī)定以正電荷運動的方向作為電流的實際方向。電流的大小用電流強度（簡稱電流）來表示。電流強度

i?dQdt在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)通過導線某一截面的電荷量，用符號i表示。則：

式中dQ為時間dt內(nèi)通過導線某一截面的電荷量。大小和方向都不隨時間變化的電流稱為恒定電流，簡稱直流電流，采用大寫字母I表示，則

I?Qt電流的單位是安培（簡稱安），用符號A表示。

（2）電流的實際方向與參考方向

電流不但有大小，而且還有方向。在簡單電路中，如圖1．3所示，可以直接判斷電流的方向。即在電源內(nèi)部電流由負極流向正極，而在電源外部電流則由正極流向負極，以形成一閉合回路。

為了分析、計算的需要，引入了電流的參考方向。

在電路分析中，任意選定一個方向作為電流的方向，這個方向就稱為電流的參考方向，有時又稱為電流的正方向。當電流的參考方向與實際方向相同時，電流為正值。反之，若電流的參考方向與實際方向相反，則電流為負值。這樣，電流的值就有正有負，它是一個代數(shù)量，其正負可以反映電流的實際方向與參考方向的關系。

電流的參考方向一般用實線箭頭表示，如圖1．5（a）表示；也可以用雙下標表示，如圖1．5（b），其中，Iab表示電流的參考方向是由a點指向b點。

2、電壓

（1）電壓的大小

電路中a、b兩點間電壓，在數(shù)值上等于將單位正電荷從電路中a點移到電路中b點時電場力所作的功，用uab表示，則：

uab?dWabdQ并規(guī)定：電壓的方向為電場力作功使正電荷移動的方向。

大小和方向都不隨時間變化的電壓稱為恒定電壓，簡稱直流電壓，采用大寫字母U表示，如a、b兩點間的直流電壓為：

Uab?WabQ電壓的單位為伏特（V），常用的單位為千伏（KV）、毫伏（mV）、微伏（μV）。

（2）電壓的實際方向與參考方向

分析、計算電路時，也要預先設定電壓的參考方向。當電壓的參考方向與實際方向相同時，電壓為正值，當電壓的參考方向與實際方向相反時，電壓為負值。電壓的參考方向既可以用正（+）、負（-）極性表示，如圖1．6（a），正極性指向負極性的方向就是電壓的參考方向；也可以用雙下標表示，如圖1．6（b），其中，uab表示a、b兩點間的電壓參考方向由a指向b。

（3）關聯(lián)參考方向與非關聯(lián)參考方向 如果電流的參考方向與電壓的參考方向一致，則稱之為關聯(lián)參考方向；

如果電流的參考方向與電壓的參考方向不一致，則稱之為非關聯(lián)參考方向。3．電功率與電能

單位時間內(nèi)電場力所作的功稱為電功率，簡稱為功率。

P??QU??UIt用上式計算電路吸收的功率時，若電壓、電流的參考方向關聯(lián)，則等式的右邊取正號；否則取負號。當P>0，表明元件吸收功率；當P<0，表明該元件釋放功率。

電能就等于電場力所作的功，單位是焦耳（J）。

Ｗ＝Pt

例1．1圖1．9中，用方框代表某一電路元件，其電壓、電流如圖中所示，求圖中各元件吸收的功率，并說明該元件實際上是吸收還是發(fā)出率？

解：（1）電壓、電流的參考方向關聯(lián)，元件吸收的功率

P= UI= 5×3 = 15W＞0 元件實際上是吸收功率。

（2）電壓、電流的參考方向非關聯(lián)，元件吸收的功率

P=-UI=-5×3 =-15W＜0 元件實際上是發(fā)出功率。

（3）電壓、電流的參考方向關聯(lián)，元件吸收的功率

P= UI=（-5）×3 =-15W＜0 元件實際上是發(fā)出功率。

（4）電壓、電流的參考方向非關聯(lián)，元件吸收的功率

P=-UI=-（-5）×3 = 15W＞0 元件實際上是吸收功率。

1．3 電阻、電容、電感元件及其特性

案例1．２單相異步電動機屬于感性負載，它常用于功率不大的電動工具（如電鉆、攪拌器等）和眾多的家用電器（如洗衣機、電風扇、抽油煙機等），圖1.１１是吊扇的電氣原理圖。其中，LA、LB分別是單相異步電動機（M）的工作繞組、起動繞組；電容C是起動電容，它與起動繞組LB串聯(lián)；S是開關；電感L是調(diào)速電抗器。二端元件：分為無源元件和有源元件。

1．3．1 電阻元件及歐姆定律 1．電阻元件的圖形、文字符號

電阻器通常就叫電阻，在電路圖中用字母“R”或“r”表示。電阻器的SI（國際單位制）單位是歐姆，簡稱歐，通常用符號“Ω”表示。

電阻元件是從實際電阻器抽象出來的理想化模型，是代表電路中消耗電能這一物理現(xiàn)象的理想二端元件。

電阻元件的倒數(shù)稱為電導，用字母G表示，即

G?1R電導的SI單位為西門子，簡稱西，通常用符號“S”表示。2．電阻元件的特性

電阻元件的伏安特性，可以用電流為橫坐標，電壓為縱坐標的直角坐標平面上的曲線來表示，稱為電阻元件的伏安特性曲線。在工程上，還有許多電阻元件，其伏安特曲線是一條過原點的曲線，這樣的電阻元件稱為非線性電阻元件。如圖1．1４所示曲線是二極管的伏安特性，所以二極管是一個非線性電阻元件。

3.歐姆定律

無論電壓、電流為關聯(lián)參考方向還是非關聯(lián)參考方向，電阻元件功率為：

在電阻電路中，當電壓與電流為關聯(lián)參考方向時，歐姆定律可用下式表示：

I?UR當選定電壓與電流為非關聯(lián)方向時，則歐姆定律可用下式表示：

I??UR無論電壓、電流為關聯(lián)參考方向還是非關聯(lián)參考方向，電阻元件功率為：

2URP?IR?R2R上式表明，電阻元件吸收的功率恒為正值，而與電壓、電流的參考方向無關。因此，電阻元件又稱為耗能元件。1．3．2 電容元件

1.電容元件的圖形、文字符號

電容器又名儲電器，在電路圖中用字母“C”表示，電路圖中常用電容器的符號如圖1．16所示。

電容器的SI單位是法拉，簡稱法，通常用符號“F”表示。2．電容元件的特性 當電壓、電流為關聯(lián)參考方向時，線性電容元件的特性方程為：

i?Cdudtdudt若電壓、電流為非關聯(lián)參考方向，則電容元件的特性方程為：

i??CC的單位為法拉，簡稱法(F)。電容元件有隔直通交的作用。在u、i關聯(lián)參考方向下，線性電容元件吸收的功率為：

p?ui?Cududt在t時刻，電容元件儲存的電場能量為：

W（?Ct）12Cu（t）2電容元件是一種儲能元件。

在選用電容器時，除了選擇合適的電容量外，還需注意實際工作電壓與電容器的額定電壓是否相等。如果實際工作電壓過高，介質(zhì)就會被擊穿，電容器就會損壞。1．3．3 電感元件

1.電感元件的圖形、文字符號

電感線圈簡稱線圈，在電路圖中用字母“L”表示，電路圖中常用線圈的符號如圖1．18所示。

在一個線圈中，通過一定數(shù)量的變化電流，線圈產(chǎn)生感應電動勢大小的能力就稱為線圈的電感量，簡稱電感。電感常用字母“L”表示。

電感的SI單位是亨利，簡稱亨，通常用符號“H”表示。2．電感元件的特性

當電壓、電流為關聯(lián)參考方向時，線性電感元件的特性方程為：

u?Ldidtdidt若電壓、電流為非關聯(lián)參考方向，則電感元件的特性方程為：

u??LL的單位為亨利，簡稱亨(H)。

在u、i關聯(lián)參考方向下，線性電感元件吸收的功率為：

p?ui?Lididt在t時刻，電感元件儲存的磁場能量為：

W（?Lt）12Li（t）21.4 電路中的獨立電源

案例１.３蓄電池是一種常見的電源，它多用于汽車、電力機車、應急燈等，圖1.20是汽車照明燈的電氣原理圖。其中，RA、RB是一對汽車照明燈；S是開關；US是12V的蓄電池。凡是向電路提供能量或信號的設備稱為電源。

電源有兩種類型，其一為電壓源，其二為電流源。電壓源的電壓不隨其外電路而變化，電流源的電流不隨其外電路而變化，因此，電壓源和電流源總稱為獨立電源，簡稱獨立源。

1.4.1 電壓源 1．理想電壓源

理想電壓源簡稱為電壓源，是一個二端元件，它有兩個基本特點：

（1）無論它的外電路如何變化，它兩端的輸出電壓為恒定值US，或為一定時間的函數(shù)us(t)。

（2）通過電壓源的電流雖是任意的，但僅由它本身是不能決定的，還取決于外電路。

電壓源在電路圖中的符號如圖1．21所示。直流電壓源的伏安特性如圖1．22所示。

2．實際電壓源

實際的直流電壓源可用數(shù)值等于US的理想電壓源和一個內(nèi)阻Ri相串聯(lián)的模型來表示，如圖1．23（a）所示。實際直流電壓源的端電壓為： U=US-UR=US-IRi 例1．4圖1．24所示電路，直流電壓源的電壓US=10V。求：（1）R=∞時的電壓U，電流I；

（2）R=10Ω時的電壓U，電流I；（3）R→0Ω時的電壓U，電流I。

解：（1）R=∞時即外電路開路，US為理想電壓源，故 U=US=10V 則： I?UUS??0RR（2）R=10Ω時，U=US=10V 則：

I?UUS10??A?1ARR10UUS???RR（3）R→0Ω時，U=US=10V 則：

I?1.4.2 電流源

1．理想電流源

理想電流源簡稱為電流源，是一個二端元件，它有兩個基本特點：（1）無論它的外電路如何變化，它的輸出電流為恒定值IS，或為一定時間的函數(shù)iS（t）。（2）電流源兩端的電壓雖是任意的，但僅由它本身是不能決定的，還取決于外電路。

電流源在電路圖中的符號如圖1．25所示。直流電流源的伏安特性如圖1．26所示。2．實際電流源

實際直流電流源的輸出電流為：

I?IS?1URi'實際的直流電流源可用數(shù)值等于IS的理想電流源和一個內(nèi)阻Ri?相并聯(lián)的模型來表示，如圖1．27（a）所示。實際直流電流源的伏安特性，如圖1．27（b）所示。

例1．5 圖1．28所示電路，直流電流源的電流IS=1A。求：（1）R →∞時的電流I，電壓U；（2）R=10Ω時的電流I，電壓U；（3）R=0Ω時的電流I，電壓U。解：（1）R→∞時即外電路開路，IS為理想電流源，故

I=IS=1A 則

U?IR??

（2）R=10Ω時，I=IS=1A則：U?IR?ISR?1?10V?10V（3）R=0Ω時，I=IS=1A則:U?IR?ISR?1?0V?0V 1.4.3 電源的等效變換

電源的電路模型有電壓源模型和電流源模型，如圖1．29所示。

在圖1．29（a）電路中，有：U=US-IRi 式中，US為電壓源的電壓。

在圖1．29（b）電路中，有：

I?IS?1U'Ri整理得 ： U=ISRi – Iri

式中，IS 為電流源的電流。

實際電壓源和實際電流源若要等效互換，其伏安特性方程必相同，則其電路參數(shù)必須滿足條件：

Ri= Ri ；

US=IS Ri

在進行等效互換時，電壓源的電壓極性與電流源的電流方向參考方向要求一致，也就是說電壓源的正極對應著電流源電流的流出端。

應用電源等效互換分析電路時還應注意這樣幾點：（1）電源等效互換是電路等效變換的一種方法。

（2）有內(nèi)阻Ri的實際電源，它的電壓源模型與電流源模型之間可以互換等效；理想的電壓源與理想的電流源之間不便互換。（3）電源等效互換的方法可以推廣運用。例1．6 已知Us1=4V，Is2=2A，R2=1.2Ω，試等效化簡圖1．30所示電路。

解：在圖1．30（a）中，把電流源IS2與電阻R2的并聯(lián)變換為電壓源US2與電阻R2的串聯(lián)，電路變換如圖1．30（b），其中

US2?R2?IS2?12?2V?24V

在圖1．30（b）中，將電壓源US2與電壓源US1的串聯(lián)變換為電壓源US，電路變換如圖1．30（c），其中

US =US2+US1=（24+4）V=28V 1.5 基爾霍夫定律

1、支路

將兩個或兩個以上的二端元件依次連接稱為串聯(lián)。電路中的每個分支都稱作支路。

2、節(jié)點

電路中3條或3條以上支路的連接點稱為節(jié)點。

3、回路

電路中的任一閉合路徑稱為回路。

4、網(wǎng)孔

平面電路中，如果回路內(nèi)部不包含其它任何支路，這樣的回路稱為網(wǎng)孔。因此，網(wǎng)孔一定是回路，但回路不一定是網(wǎng)孔。1.5.1 基爾霍夫電流定律

KCL定律指出：對電路中的任一節(jié)點，在任一瞬間，流出或流入該節(jié)點電流的代數(shù)和為零。即： ?i(t)?0

在直流的情況下，則有：?I?0 通常把上兩式稱為節(jié)點電流方程，簡稱為KCL方程。

通常規(guī)定，對參考方向背離節(jié)點的電流取正號，而對參考方向指向節(jié)點的電流取負號。

例如，圖1．33所示為某電路中的節(jié)點a，連接在節(jié)點a的支路共有五條，在所選定的參考方向下有：-I1+I2+I3-I4+I5=0 KCL定律不僅適用于電路中的節(jié)點，還可以推廣應用于電路中的任一假設的封閉面。即在任一瞬間，通過電路中的任一假設的封閉面的電流的代數(shù)和為零。

例1．8已知I1=3A、I2=5A、I3=-18A、I5=9A，計算圖1．35所示電路中的電流I6及I4。

解：對節(jié)點a，根據(jù)KCL定律可知：-I1-I2+I3+I4=0 則：I4=I1+I2-I3=（3+5+18）A=26A

對節(jié)點b，根據(jù)KCL定律可知：-I4-I5-I6=0 則：I6=-I4-I5=（-26-9）A=-35A 例1．9已知I1=5A、I6=3A、I7=-8A、I5=9A，試計算圖1．36所示電路中的電流I8。

解：在電路中選取一個封閉面，如圖中虛線所示，根據(jù)KCL定律

可知：-I1-I6+I7-I8=0 則：I8=-I1-I6+I7=（-5-3-8）A=-16A 1.5.2 基爾霍夫電壓定律

KVL定律指出：對電路中的任一回路，在任一瞬間，沿回路繞行方向，各段電壓的代數(shù)和為零。即：?u(t)?0

在直流的情況下，則有：?U?0

通常把上兩式稱為回路電壓方程，簡稱為KVL方程。

應當指出：在列寫回路電壓方程時，首先要對回路選取一個回路“繞行方向”。通常規(guī)定，對參考方向與回路“繞行方向”相同的電壓取正號，同時對參考方向與回路“繞行方向”相反的電壓取負號。

例如，圖1．37所示為某電路中的一個回路ABCDA，各支路的電壓在選擇的參考方向下為u1、u2、u3、u4，因此，在選定的回路“繞行方向”下有：u1+u2-u3-u4=0 KVL定律不僅適用于電路中的具體回路，還可以推廣應用于電路中的任一假想的回路。即在任一瞬間，沿回路繞行方向，電路中假想的回路中各段電壓的代數(shù)和為零。

例1．10 試求圖1．39所示電路中元件3、4、5、6的電壓。

解：在回路cdec中，U5=Ucd+Ude=[-（-5）-1]V=4V 在回路bedcb中，U3=Ube+Ued+Udc =[3+1+（-5）]V=-1V 在回路debad中，U6=Ude+Ueb+Uba=[-1-3-4]V=-8V 在回路abea中，U4=Uab+Ube=（4+3）V=7V 1.5.3 支路電流法

支路電流法是以支路電流變量為未知量，利用基爾霍夫定律和歐姆定律所決定的兩類約束關系，建立數(shù)目足夠且相互獨立的方程組，解出各支路電流，進而再根據(jù)電路有關的基本概念求解電路其它響應的一種電路分析計算方法。例如，圖1．40所示電路有6條支路、4個節(jié)點，選定的各支路電流的參考方向均標注在圖中，且各支路電流變量分別用I1、I2、I3、I4、I5、I6表示。由KCL定律，可以列寫出三個獨立節(jié)點電流方程：

節(jié)點a： I1-I3+I4=0 節(jié)點b：-I1-I2+I5=0 節(jié)點c： I2+I3-I6=0 由KVL定律，可以列寫出獨立回路電壓方程： 網(wǎng)孔abda-US1+R1I1+R5I5-R4I4=0 網(wǎng)孔dbcd-R5I5-R2I2+US2-R6I6+US6=0 網(wǎng)孔adca R4I4-US6+R6I6+R3I3+US3=0 由此就可以求解出6條支路的電流，從而可以獲得電路中的其它響應。

對于一個具有n個節(jié)點，b條支路的電路，利用支路電流法分析計算電路的一般步驟如下：

(1)在電路中假設出各支路（b條）電流的變量，且選定其的參考方向，并標示于電路中。

(2)根據(jù)KCL定律，列寫出（n-1）個獨立的節(jié)點電流方程。(3)根據(jù)KVL定律，列寫出l=b-（n-1）個獨立回路電壓方程。(4)聯(lián)立求解上述所列寫的b個方程，從而求解出各支路電流變量，進而求解出電路中其它響應。

例1．11圖1．41電路中，Us1=130V、Us2=117V、R1=1Ω、R2=0.6Ω、R=24Ω，試用支路法求各支路電流。

解：這個電路的支路數(shù)b=

3、節(jié)點數(shù)n=

2、網(wǎng)孔數(shù)l=2，選定各支路電流參考方向標在圖中，并設各為I1、I2、I。列一個節(jié)點的KCL方程和兩個網(wǎng)孔的KVL方程：

解：這個電路的支路數(shù)b=

3、節(jié)點數(shù)n=

2、網(wǎng)孔數(shù)l=2，選定各支路電流參考方向標在圖中，并設各為I1、I2、I。列一個節(jié)點的KCL方程和兩個網(wǎng)孔的KVL方程： 對節(jié)點a：-I1-I2+I=0 對回路Ⅰ：I1-0.6I2=-117+130 對回路Ⅱ：0.6I2+24I=117 解之得：I1=10A，I2=-5A，I=5A 1．6電阻、電感、電容元件的識別與應用 1．6．1電阻元件的識別與應用 1．電阻元件的識別

(1)電阻的分類、特點及用途

電阻的種類較多，按制作的材料不同，可分為繞線電阻和非繞線電阻兩大類。

另外還有一類特殊用途的電阻，如熱敏電阻、壓敏電阻等。(2)電阻的類別和型號隨著電子工業(yè)的迅速發(fā)展，電阻的種類也越來越多，為了區(qū)別電阻的類別，在電阻上可用字母符號來標明，如圖1．43所示。

(3)電阻的主要參數(shù)電阻的主要參數(shù)是指電阻標稱阻值、誤差和額定功率。

1）標稱阻值和誤差

國家規(guī)定出一系列的阻值做為產(chǎn)品的標準，這一系列阻值就叫做電阻的標稱阻值。

最大允許偏差值除以該電阻的標稱值所得的百分數(shù)就叫做電阻的誤差。

2）電阻的額定功率

這個不致于將電阻燒壞的最大功率值就稱為電阻的額定功率。

(4)電阻的規(guī)格標注方法

1）直標法直標法是將電阻的類別及主要技術參數(shù)直接標注在它的表面上，如圖1．45(a)所示。

2）色標法色標法是將電阻的類別及主要技術參數(shù)用顏色(色環(huán)或色點)標注在它的表面上，如圖1．45(b)所示。

色標法是在電阻元件的一端上畫有三道或四道色環(huán)(圖)，緊靠電阻端的為第一色環(huán)，其余依次為第二、三、四色環(huán)。第一道色環(huán)表示阻值第一位數(shù)字，第二道色環(huán)表示阻值第二位數(shù)字，第三道色環(huán)表示阻值倍率的數(shù)字，第四道色環(huán)表示阻值的允許誤差。

2．電阻元件的應用

（1）電阻器、電位器的檢測

電阻器的主要故障是：過流燒毀，變值，斷裂，引腳脫焊等。電位器還經(jīng)常發(fā)生滑動觸頭與電阻片接觸不良等情況。1）外觀檢查

對于電阻器，通過目測可以看出引線是否松動、折斷或電阻體燒壞等外觀故障。

對于電位器，應檢查引出端子是否松動，接觸是否良好，轉動轉軸時應感覺平滑，不應有過松過緊等情況。

2）阻值測量

通?？捎萌f用表歐姆檔對電阻器進行測量，需要精確測量阻值可以通過電橋進行。

（2）電阻器和電位器的選用方法

1）電阻器的選用

應從類型、阻值及誤差、額定功率三個方面進行選取。2）電位器的選用

電位器結構和尺寸以及阻值變化規(guī)律兩個方面進行選擇。1．6．2電容元件的識別與應用 1.電容元件的識別

（1）電容的分類、特點及用途 電容器是電信器材的主要元件之一，在電信方面采用的電容器以小體積為主，大體積的電容器常用于電力方面。

電容器基本上分為固定的和可變的兩大類。（2）電容的類別和型號

電容的類別，可在電容上用字母符號來標明，如圖1．46所示。

（3）電容的主要參數(shù)

電容的主要參數(shù)是指額定工作電壓、標稱容量和允許誤差范圍、絕緣電阻。

1）額定工作電壓

在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)，電容器在線路中能夠長期可靠地工作而不致被擊穿所能承受的最大電壓(又稱耐壓)。

有時又分為直流工作電壓和交流工作電壓（指有效值）。2）標稱容量和允許誤差范圍

為了生產(chǎn)和選用的方便，國家規(guī)定了各種電容器的電容量的一系列標準值，稱為標稱容量，也就是在電容器上所標出的容量。

根據(jù)不同的允許誤差范圍，規(guī)定電容器的精度等級。電容器的電容量允許誤差分為五個等級：00級、0級、Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級。

3）絕緣電阻

電容器絕緣電阻的大小，說明其絕緣性能的好壞。當電容器加上直流電壓U長時間充電之后，其電流最終仍保留一定的值，稱為電容器的漏電電流I，這時絕緣電阻R為

R?UI（4）電容的規(guī)格標注方法 電容的規(guī)格標注方法，同電阻元件一樣，有直標法和色標法兩種。

1）直標法將主要參數(shù)和技術指標直接標注在電容器表面上。2）色標法與電阻元件的色標法相同。2．電容元件的應用（1）電容器的檢測

電容器的主要故障是：擊穿、短路、漏電、容量減小、變質(zhì)及破損等。

1）外觀檢查

觀察外表應完好無損，表面無裂口、污垢和腐蝕，標志清晰，引出電極無折傷；對可調(diào)電容器應轉動靈活，動定片間無碰、擦現(xiàn)象，各聯(lián)間轉動應同步等。

2）測試漏電電阻

用萬用表歐姆檔（R×100或R×1k檔），將表筆接觸電容的兩引線。剛搭上時，表頭指針將發(fā)生擺動，然后再逐漸返回趨向R＝∞處，這就是電容的充放電現(xiàn)象（對0.1μF以下的電容器觀察不到此現(xiàn)象）。指針的擺動越大容量越大，指針穩(wěn)定后所指示的值就是漏電電阻值。

3）電解電容器的極性檢測

電解電容器的極性標記無法辨認時，可根據(jù)正向聯(lián)接時漏電電阻大，反向聯(lián)接時漏電電阻小的特點來檢測判斷。交換表筆前后兩次測量漏電電阻值，測出電阻值大的一次時，黑表筆接觸的是正極。

4）可變電容器碰片或漏電的檢測 萬用表撥到R×10檔，兩表筆分別搭在可變電容器的動片和定片上，緩慢旋動動片，若表頭指針始終靜止不動，則無碰片現(xiàn)象，也不漏電；若旋轉至某一角度，表頭指針指到0Ω，則說明此處碰片，若表頭指針有一定指示或細微擺動，說明有漏電現(xiàn)象。（2）電容器的選用方法

1）選擇合適的型號根據(jù)電路要求進行選擇。2）合理確定電容器的容量和誤差

電容器容量的數(shù)值，必須按規(guī)定的標稱值來選擇。3）耐壓值的選擇

電容器耐壓值一般選用為實際工作電壓兩倍以上。4）注意電容器的溫度系數(shù)，高頻特性等參數(shù) 1．6．3電感元件的識別與應用 1．電感元件的識別（1）電感的分類、特點及用途

按功能來分，有高頻阻流圈、低頻阻流圈、調(diào)諧線圈、濾波線圈、提升線圈、穩(wěn)頻線圈、補償線圈、天線線圈、振蕩線圈及陷波線圈等。

按結構來分，有單層螺旋管線圈、蜂房式線圈、鐵粉芯或鐵氧體芯線圈、銅芯線圈等。（2）電感線圈的主要參數(shù)

電感線圈的主要參數(shù)有兩項：電感量L品質(zhì)因數(shù)Q。1）電感量L 線圈的電感量L也稱為自感系數(shù)或自感，是表示線圈產(chǎn)生自感應能力的一個物理量。當線圈中及其周圍不存在鐵磁物質(zhì)時，通過線圈的磁通量與其中流過的電流成正比，其比值稱為電感量。

2）品質(zhì)因數(shù)Q 線圈的品質(zhì)因數(shù)Q是表示線圈質(zhì)量的一個物理量。它是指線圈在某一頻率的交流電壓下工作時，所呈現(xiàn)的感抗與其等效損耗電阻之比。即

Q??LR?2?fLR3）分布電容

線圈的匝與匝間、線圈與屏蔽罩（有屏蔽罩時）間、線圈與磁芯、底板間存在的電容，均稱為分布電容。

分布電容的存在使線圈的Q值減小，穩(wěn)定性變差，因而線圈的分布電容越小越好。2．電感元件的應用

（1）在使用線圈時應注意不要隨便改變線圈的形狀、大小和線圈間的距離，否則會影響線圈原來的電感量。尤其是頻率越高，圈數(shù)越少的線圈。

（2）線圈在裝配時互相之間的位臵和其它元件的位臵，要特別注意，應符合規(guī)定要求，以免互相影響而導致整機不能正常工作。

（3）可調(diào)線圈應安裝在機器的易于調(diào)節(jié)的地方，以便調(diào)整線圈的電感量達到最理想的工作狀態(tài)。