准备好教案,安定学生学习情绪。
前几次课介绍了电路的基本知识,包括电流和电压,电阻元件等,这些部件能够组成一个最简单的电路,在整个电路中电量按照一定的规律分配,这就是常常提到的欧姆定律。
§1-3 欧姆定律一、部分电路欧姆定律只含有负载而不包含电源的一段电路称为部分电路。
内容:导体中的电流,与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
公式:当电压与电流的参考方向关联时,当电压与电流的参考方向非关联时,如果以电压为横坐标,电流为纵坐标,可画出电阻的U/I 关系曲线,即伏安特性曲线。
电阻元件的伏安特性曲线是直线时,称为线性电阻,其电阻值可认为是不变的常数。
如果不是直线,则称为非线性电阻。
二、 全电路欧姆定律结合图形讲解RU I =RU I -=全电路是含有电源的闭合电路。
电源内部的电路称为内电路。
电源内部的电阻称为内电阻,简称内阻。
电源外部的电路称外电路,外电路中的电阻称为外电阻。
内容:闭合电路中的电流与电源的电动势成正比,与电路的总电阻(内电路电阻与外电路电阻之和)成反比。
公式:全电路欧姆定律又可表述为:电源电动势等于U 外和U 内之和。
三、电源的外特性电源端电压U 与电源电动势E 的关系为: U = E -Ir可见,当电源电动势E 和内阻r 一定时,电源端电压U 将随负载电流I 的变化而变化。
电源端电压随负载电流变化的关系特性称为电源的外特性,其关系特性曲线称为电源的外特性曲线。
本次课首先介绍了:部分电路欧姆定律包括电流电压之间的关系,接着重点讲解了全电路欧姆定律的运用,以及电源的外特性。
P23 7环视全体学生,稳定教学秩序。
板书划线部分rR E I +=们共同学习串联电路的特点。
§2-1 串联电路一、电阻的串联把多个元件逐个顺次连接起来,就组成了串联电路。
电阻串联电路的特点(1)电路中流过每个电阻的电流都相等。
(2)电路两端的总电压等于各电阻两端的分电压之和,即U = U1 + U2 + … + Un 电阻串联电路的特点电路的等效电阻(即总电阻)等于各串联电阻之和,即R = R1 + R2 + … + Rn电阻串联电路的特点电路中各个电阻两端的电压与它的阻值成正比,即上式表明,在串联电路中,阻值越大的电阻分配到的电压越大;反之电压越小。
电阻串联电路的特点若已知R 1和R 2两个电阻串联,电路总电压为U ,可得分压公式如下图所示二、电阻串联电路的应用a.获得较大阻值的电阻b.限制和调节电路中电流c.构成分压器d. 扩大电压表量程提问学生实例讲解 图示讲解讲解 图示nnR U R U R U =⋯==2211把多个元件并列地连接起来,由同一电压供电,就组成了并联电路。
电阻并联电路的特点(1)电路中各电阻两端的电压相等,且等于电路两端的电压。
(2)电路的总电流等于流过各电阻的电流之和,即 (3)电路的等效电阻(即总电阻)的倒数等于各并联电阻的倒数之和,即(4)电路中通过各支路的电流与支路的阻值成反比,即上式表明,阻值越大的电阻所分配到的电流越小,反之电流越大。
电阻并联电路的特点若已知和两个电阻并联,并联电路的总电流为I ,可得分流公式如下:提问学生 引入举例讲解 启发 提问 总结重点讲解nI I I I +++= 21nR R R R 111121+⋯++=nn R I R I R I IR =⋯===2211二、电阻并联电路的应用(1)凡是额定工作电压相同的负载都采用并联的工作方式。
这样每个负载都是一个可独立控制的回路,任一负载的正常启动或关断都不影响其他负载的使用。
(2)获得较小阻值的电阻。
(3)扩大电流表的量程。
三、电池的并联有些用电器需要电池能输出较大的电流,这时可用并联电池组设并联电池组是由n个电动势都是E,内阻都是r的电池组成,则并联电池组的总电动势并联电池组的总内阻1.电阻并联电路特点及运用。
2.一种特殊的并联电路:电池并联电路。
P49:2准备好教案,学生开学点名,安定学生学习情绪。
上次课介绍了并联电路的基本结构,电阻串联、并联都讲解过了,请2位同学分别说出两种基本结构电路的特点。
接下来我们学习混联电路。
§2-3 混联电路电路中元件既有串联又有并联的连接方式称为混联。
对于电阻混联电路的计算,只需根据电阻串、并联的规律逐步求解即可,但对于某些较为复杂的电阻混联电路,比较有效的方法就是画出等效电路图,然后计算其等效电阻。
图中R1 = R2 = R3 = 2Ω,R4 = R5 = 4Ω,试求A、B间的等效电阻讲解图示讲解板书相关公式E E并RAB。
解: 1. 按要求在原电路中标出字母C,如下左图所示。
2. 将A、B、C各点沿水平方向排列,并将R1-R5依次填入相应的字母之间。
R1与R2串联在A、C间,R3在B、C之间,R4在A、B之间,R5在A、C之间,即可画出等效电路图,如上右图所示。
3. 由等效电路可求出AB间的等效电阻,即:P31除上述方法外,其他的方法还有利用电流的流向及电流的分、合,画出等效电路图方法;利用电路中各等电位点分析电路,画出等效电路等。
无论哪一种方法,都是将不易看清串、并联关系的电路,等效为可直接看出串、并联关系的电路,然后求出其等效电阻。
灯泡A的额定电压U1 = 6V,额定电流I1 = 0.5A;灯泡B的额定电压U2 = 5V,额定电流I2 = 1A。
现有的电源电压U = 12V,如何接入电阻使两个灯泡都能正常工作?解:利用电阻串联的分压特点,将两个灯泡分别串上R3与R4再予以并联,然后接上电源,如右图所示。
下面分别求出使两个灯泡正常工作时,R3与R4的额定值。
(1) R3两端电压为:R3的阻值为:R3的额定功率为:提问学生引入讲解分析结合图形讲解强调变换过程指导看书提问板演重点讲解图中的四个电阻都称为桥臂,Rx是待测电阻。
B、D间接入检流计G。
调整R1、R2、R三个已知电阻,直至检流计读数为零,这时称为电桥平衡。
电桥平衡时B、D两点电位相等,即UAB = UAD UBC = UDC因此 R1I1 = RxI2 R2I1 = RI2可得 R1R = R2Rx电桥的平衡条件是:电桥对臂电阻的乘积相等。
利用直流电桥平衡条件可求出待测电阻Rx的值。
二、不平衡电桥电桥的另一种用法是:当Rx为某一定值时将电桥调至平衡,使检流计指零。
当Rx有微小变化时,电桥失去平衡,根据检流计的指示值及其与Rx间的对应关系,也可间接测知Rx的变化情况。
同时它还可将电阻Rx的变化换成电压的变化,这在测量和控制技术中有着广泛的应用。
1. 利用电桥测量温度把铂(或铜)电阻置于被测点,当温度变化时,电阻值也随之改变,用电桥测出电阻值的变化,即可间接得知温度的变化量。
2. 利用电桥测量质量把电阻应变片紧贴在承重的部位,当受到力的作用时,电阻应变片的电阻就会发生变化,通过电桥电路可以把电阻的变化量转换成电压的变化量,经过电压放大器放大和处理后,最后显示出物体的质量。
三、不平衡电桥的运用实例本次课主要介绍了基本电路中的一种特殊例型:电桥电路,重点说学生提问结合电路结构说明电桥的特点板书推导公式和平衡电桥比较说明重量变化电阻变化电压变化 电阻应变片放大电路数字显示电 桥对于节点O有I1+ I2= I3+ I4 + I5可将上式改写成I1+ I2 -I3 - I4- I5 = 0因此得到∑I = 0即对任一节点来说,流入(或流出)该节点电流的代数和恒等于零。
在应用基尔霍夫第一定律求解未知电流时,可先任意假设支路电流的参考方向,列出节点电流方程。
通常可将流进节点的电流取正,流出节点的电流取负,再根据计算值的正负来确定未知电流的实际方向。
有些支路的电流可能是负,这是由于所假设的电流方向与实际方向相反。
三、基尔霍夫第二定律基尔霍夫第二定律又称回路电压定律。
它指出:在任一闭合回路中,各段电路电压降的代数和恒等于零。
用公式表示为∑U = 0电源电动势之和 = 电路电压降之和按虚线方向循环一周,根据电压与电流的参考方向可列出:UAB + UBC + UCD + UDA = 0即: E1-I1R1 +E2-I2R2 = 0或 E1 + E2 = I1R1 + I2R2由此,可得到基尔霍夫第二定律的另一种表示形式强调基尔霍夫定理的使用方向重点投影基本术语的解释板书公式简略说明推导过程∑E = ∑IR即在任一回路循环方向上,回路中电动势的代数和恒等于电阻上电压降的代数和。
在用式∑U = 0时,凡电流的参考方向与回路循环方向一致者,该电流在电阻上所产生的电压降取正,反之取负。
电动势也作为电压来处理,即从电源的正极到负极电压取正,反之取负。
在用式∑E = ∑IR时,电阻上电压的规定与用式∑U = 0时相同,而电动势的正负号则恰好相反。
四、支路电流法以支路电流为未知量,依据基尔霍夫定律列出节点电流方程和回路电压方程,然后联立求解的方法称为支路电流法。
本次课的内容比较多,也比较难,首先说明了几个和基尔霍夫定理有关的基本术语,接着一次重点说明了:基尔霍夫第一定律的概念,使用注意事项,等内容。
准备好教案,安定学生学习情绪,准备好投影仪。
1、基尔霍夫第一定律的内容?2、板书第一定律的公式。
3、回顾电路的基本术语。
§2-5 基尔霍夫定律(2)三、基尔霍夫第二定律基尔霍夫第二定律又称回路电压定律。
它指出:在任一闭合回路中,各段电路电压降的代数和恒等于零。
用公式表示为∑U = 0电源电动势之和 = 电路电压降之和按虚线方向循环一周,根据电压与电流的参考方向可列出:UAB + UBC + UCD + UDA = 0 结合电路图说明此部分要重点说明即: E1-I1R1 +E2-I2R2 = 0 或 E1 + E2 = I1R1 + I2R2由此,可得到基尔霍夫第二定律的另一种表示形式∑E = ∑IR即在任一回路循环方向上,回路中电动势的代数和恒等于电阻上电压降的代数和。
在用式∑U = 0时,凡电流的参考方向与回路循环方向一致者,该电流在电阻上所产生的电压降取正,反之取负。
电动势也作为电压来处理,即从电源的正极到负极电压取正,反之取负。
在用式∑E = ∑IR时,电阻上电压的规定与用式∑U = 0时相同,而电动势的正负号则恰好相反。
四、支路电流法以支路电流为未知量,依据基尔霍夫定律列出节点电流方程和回路电压方程,然后联立求解的方法称为支路电流法。
支路电流参考方向和独立回路绕行方向可以任意假设,绕行方向一般取与电动势方向一致,对具有两个以上电动势的回路,则取电动势大的为绕行方向。
五、例题下图电路中,E1 = E2 = 17V,R1 = 2Ω,R2 = 1Ω,R3 = 5Ω,求各支路电流。
、1.标出各支路电流参考方向和独立回路的绕行方向,应用基尔霍夫第一定律列出节点电流方程I1 + I2 = I32. 应用基尔霍夫第二定律列出回路电压方程对于回路1有 E1 = I1R1 + I3R3对于回路2有 E2 = I2R2 + I3 R3整理得联立方程I2= I3 -I12I1 + 5I3 = 17 提问学生板书定义结合图形逐个讲解推导公式I2 + 5I3 = 173. 解联立方程得 I1 = 1AI2 = 2AI3 = 3A电流方向都和假设方向相同。