电工学教案.docx

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电工学教案

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

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，i>0；当电流的参考方向与实际方向相反时，i<0。

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，u>0；当电压的参考方向与实际方向相反时，u<0。

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。

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p>0时，该元件释放功率，当p<0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）=Us

2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）=Is

2.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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

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

a.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

b.含受控源的电路，用外加电源法计算

（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

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

（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

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。

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、改作业后再填写）

将直流电路的基础知识，分析方法和常用定理进行回顾，以便于在下一章交流电分析中使用。

在复习中，发现学生课后复习不够，对之前的知识较为生疏，应加强学生的自我总结，使回顾的效果更好。

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：

3.25

教学内容

第三章正弦稳态交流电路

预计学时

2

教学目的

理解正弦交流电的基本概念、掌握正弦量的向量表示

教学重点

正弦交流电的三要素，正弦量的向量表示

教学难点

正弦量的向量表示方法及不同表示方法之间的转换

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----板书书

教学过程

一、基本概念

正弦交流电的三要素：

（重点）

1.周期和频率

2.幅值和有效值

（1）有效值的含义P66（从能量角度分析）

（2）

3.相位和相位差

（1）如何从余弦变正弦+90°

（2）计算相位差的前提是两个同频率的正弦量

二、正弦量的向量表示

1.用向量表示，而不是等于向量

2.表示方法：

代数法、极坐标法；不同方法的转换（重点、难点）

三、例题讲解与练习

课外作业

教学后记（经答疑、改作业后再填写）

正弦交流电的三要素掌握较好，但对于正弦量的向量表示以及不同表示方法之间的转换不熟练。

应让学生在相关的数学知识方面提前复习准备。

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：

3.29

教学内容

第三章正弦稳态交流电路

预计学时

2

教学目的

掌握基尔霍夫定律的向量表示、三种基本元件伏安关系及向量表示

教学重点

基尔霍夫定律的向量表示、电阻、电容和电感的伏安关系及向量表示

教学难点

电容和电感的伏安关系及向量表示

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、基尔霍夫定律的向量表示

1.内容

2.应用（重点）

向量合成可适当利用向量图

二、三种基本元件的伏安关系及向量表示

（一）电阻元件

1.向量表示：

（重点）

2.总结：

电阻上电压和电流相位相同，φu=φi；

电压和电流有效值的关系满足U=IR

（二）电感元件（重点难点）

1.伏安关系（参看§2.1）

2.向量表示：

；其中感抗

，其意义同电阻R

3.总结：

电感上电压电压超前电流90°，φu=φi+90°；

电压和电流有效值的关系满足

（三）电容元件（重点难点）

1.伏安关系（参看§2.1）

2.向量表示：

；其中容抗

，其意义同电阻R

3.总结：

电感上电压电压滞后电流90°，φu=φi-90°；

电压和电流有效值的关系满足

课外作业

教学后记（经答疑、改作业后再填写）

对于基尔霍夫定律的向量表示容易理解和掌握。

三种基本原件的伏安关系的向量表示理解不够，应加强推导过程，另外学生的向量本身的不熟练也会对向量描述的安关系有消极影响。

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：

4.1

教学内容

第三章正弦稳态交流电路

预计学时

2

教学目的

掌握阻抗的概念和计算，掌握正弦交流电路的分析方法

教学重点

复阻抗的表示和计算，正弦电路的分析

教学难点

复阻抗的计算

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

复习三种基本原件的伏安关系及向量表示

一、RLC串联交流电路

1.利用基尔霍夫定律分析，引出阻抗的概念

2.复阻抗Z的表示P75公式3.5.2（重点）

阻抗模、阻抗角的计算及性质（难理解、难点）

3.阻抗的串并联计算（重点）

二、正弦稳态电路分析

1.注意：

之前所学的方法定理都可以应用，但一定要时时记住所有参量都用向量表示！

2.例题讲解与练习

课外作业

教学后记（经答疑、改作业后再填写）

阻抗的基本定义、分析方法的在正弦交流电路的应用能够理解，但仍旧在遇到相量表示的物理量时，容易迷惑。

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：

4.5

教学内容

第三章正弦稳态交流电路

预计学时

2

教学目的

理解、掌握正弦稳态电路的功率计算

教学重点

有功功率、无功功率和视在功率；功率因数

教学难点

无功功率的计算

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、瞬时功率

二、有功功率及功率因数

1.有功功率的概念：

P82公式3.7.2

2.有功功率代表单口网络实际消耗的能量，也是网络中各电阻的功率之和。

（重要）

3.功率因数

其中φ表示网络电压和电流的相位差，即电路的阻抗角

三、无功功率

1.无功功率的概念P83公式3.7.6

单位：

乏var

2.分析三种元件的无功功率（重点难点）

注意：

电感的无功功率为正，电容的无功功率为负

三、视在功率

1.视在功率的概念P83公式3.7.10

2.视在功率和有功功率、无功功率的关系

课外作业

教学后记（经答疑、改作业后再填写）

三种功率以及功率因数的概念能够理解，三种功率之间的关系及简单电路的功率分析基本掌握。

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：

4.8

教学内容

第四章半导体二极管及其基本电路

预计学时

2

教学目的

了解半导体材料的基本结构，理解PN结的形成原理，熟练掌握PN结的特点

教学重点

半导体的基本知识；PN结的形成及其单向导电性

教学难点

PN结的形成及特点

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

半导体材料的特点：

温敏性、光敏性和掺杂性

一、本征半导体

1.本征半导体的定义：

纯净且晶格完整的半导体

2.本征激发：

激发条件—室温（300K）或受到光照等外界因素影响

载流子：

自由电子和空穴

电流：

电子电流和空穴电流（和载流子对应）

3.导电率：

很低

二、杂质半导体

1.定义：

通过扩散工艺，在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素所得。

2.两种杂质半导体

（1）N型半导体：

掺入+5价元素

多数载流子：

自由电子；少数载流子：

空穴

（2）P型半导体：

掺入+3价元素

多数载流子：

空穴；少数载流子：

自由电子

问题：

杂质半导体既然有多子、少子之分，那么杂质半导体是否带电？

3.导电率：

高

三、PN结的形成及特性（重点难点）

1.载流子运动：

漂移运动（少子）、扩散运动（多子）

2.PN结的形成（慢）

3.PN结的单向导电性

课外作业

教学后记（经答疑、改作业后再填写）

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：

11.16

教学内容

第四章半导体二极管及其基本电路

预计学时

2

教学目的

了解二极管（包括稳压管）的伏安特性曲线及主要性能指标，熟练掌握二极管电路的分析，理解稳压管的应用

教学重点

二极管的伏安特性曲线、主要性能以及含二级管应用电路的分析

教学难点

二级管应用电路的分析。

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、二极管的基本结构

二、二极管的伏安特性（重点）

1.正向特性

死区电压

硅管0.5V，锗管0.1V

导通电压

硅管0.7V，锗管0.3V

注意区分

和

2.反向特性

反向饱和电流：

反向电流基本和反向电压值的大小无关。

但随着温度升高，反向饱和电流增大（思考：

为什么？

）

3.反向击穿特性

电击穿：

反向电压增大到一定值、可逆应用：

稳压管

热击穿：

反向电流过大，不可逆

三、二极管的主要参数

1.理想二极管

2.应用（重点难点）结合例题讲讲和习题练习

（1）整流电路

（2）稳压电路

（3）限幅电路

课外作业

4-6，4-7，4-8

教学后记（经答疑、改作业后再填写）

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：

11.19

教学内容

第五章晶体三极管及其基本放大电路

预计学时

4

教学目的

了解半导体三极管的工作原理；掌握输入、输出特性曲线及主要参数；深刻理解三极管的电流放大作用；掌握三极管的微变等效电路

教学重点

三极管的工作原理、特性曲线及主要参数和微变等效电路

教学难点

输入、输出特性曲线的应用及微变等效电路

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、晶体管的结构及其类型

NPN型和PNP型

1.内部结构：

（1）基区、集电区、发射区的材料和掺杂浓度的差异

（2）三个电极：

基极B，集电极C，发射极E

（3）两个PN结：

集电结、发射结

2.实现放大的条件：

（1）内部条件：

发射区杂质掺杂浓度高，基区很薄，集电区面积大

（2）外部条件：

发射结正向偏置，集电结反向偏置（重要）

3.晶体管的电流放大原理：

（重点）

二、晶体管的特性曲线

1.输入特性

2.输出特性：

截止区、放大区、线性区的特点和工作条件（重点）

三、晶体管的主要参数

总结复习，习题讲解练习

课外作业

教学后记（经答疑、改作业后再填写）

课程名称：

电工学任课教师：

李江洁

授课班级：

09计本1、2