职业技术学校教案.doc

职业技术学校教案（理论教学用）
时间 班级 第5、 6次课 2+2学时
章 节
第4章 1.5负载的连接
讲授主要内 容
1.负载的串联
2.负载的并联
3.基尔霍夫定律
重 点
难 点
1.负载的串联的计算
2.负载的并联的计算
3.基尔霍夫定律内容
要求掌握知识点和分析方法
1.负载的串联的计算
2.负载的并联的计算
3.基尔霍夫定律内容
授课思路，采用的教学方法和辅助手段，板书设计，重点如何突出，难点如何解决，师生互动等

教学思路：学生掌握 1.负载的串联的计算
2.负载的并联的计算
3.基尔霍夫定律内容
重点突出及难点解决：上课开始指出本次课的学习要求和任务，先通过实物使学生对负载的串联、并联了解。记住基尔霍夫定律计算公式。下课前再次总结本次课的学习内容及重点难点，通过布置课后作业来进一步巩固学习效果。
。

作业布置

主 要
参考资料
一、电阻串联电路的特点

图2-7 电阻的串联
设总电压为U、电流为I、总功率为P。
1. 等效电阻: 　R =R1 + R2 + … + Rn
2. 分压关系：
3. 功率分配：
　　特例：两只电阻R1、R2串联时，等效电阻R = R1 + R2 , 则有分压公式

二、应用举例

【例2-3】有一盏额定电压为U1 = 40 V、额定电流为I = 5 A的电灯，应该怎样把它接入电压U = 220 V照明电路中。

图2-8 例题2-3
解：将电灯(设电阻为R1)与一只分压电阻R2串联后，接入U = 220 V电源上，如图2-8所示。
解法一：分压电阻R2上的电压为
U2 =U－U1 = 220 - 40 = 180 V，且U2 = R2I，则

解法二：利用两只电阻串联的分压公式，可得

即将电灯与一只36 W 分压电阻串联后，接入U = 220V电源上即可。

【例2-4】有一只电流表，内阻Rg = 1 kW，满偏电流为Ig = 100 mA，要把它改成量程为Un = 3 V的电压表，应该串联一只多大的分压电阻R？

图2-9 例题2-4
解：如图2-9所示。
该电流表的电压量程为Ug = RgIg = 0.1 V，与分压电阻R串联后的总电压Un = 3 V，即将电压量程扩大到n = Un/Ug = 30倍。
利用两只电阻串联的分压公式，可得，则

　　上例表明，将一只量程为Ug、内阻为Rg的表头扩大到量程为Un，所需要的分压电阻为R = (n - 1) Rg，其中n = (Un/Ug)称为电压扩大倍数。

二、电阻并联电路的特点
设总电流为I、电压为U、总功率为P。

图2-10 电阻的并联
1. 等效电导:　 G = G1 + G2 + … + Gn 即 　
2. 分流关系： R1I1 = R2I2 = … = RnIn = RI = U
3. 功率分配： R1P1 = R2P2 = … = RnPn = RP = U2
特例：两只电阻R1、R2并联时，等效电阻
，则有分流公式

二、应用举例
【例2-5】如图2-11所示，电源供电电压U = 220 V，每根输电导线的电阻均为R1 = 1 W，电路中一共并联100盏额定电压220 V、功率40 W的电灯。假设电灯在工作(发光)时电阻值为常数。试求：(1) 当只有10盏电灯工作时，每盏电灯的电压UL和功率PL；(2) 当100盏电灯全部工作时，每盏电灯的电压UL和功率PL。

解：每盏电灯的电阻为R = U2/P = 1210 W，n盏电灯并联后的等效电阻为Rn = R/n
根据分压公式，可得每盏电灯的电压
，
功率
(1) 当只有10盏电灯工作时，即n = 10，
则Rn = R/n = 121 W，因此

(2) 当100盏电灯全部工作时，即n = 100，则Rn = R/n = 12.1 W，

【例2-6】 有一只微安表，满偏电流为Ig = 100 mA、内阻Rg = 1 kW，要改装成量程为In = 100 mA的电流表，试求所需分流电阻R。

图2-12　例题2-6

解：如图2-12所示，设 n =In/Ig(称为电流量程扩大倍数)，根据分流公式可得In，则

本题中n = In/Ig = 1000，
。
上例表明，将一只量程为Ig、内阻为Rg的表头扩大到量程为In，所需要的分流电阻为R =Rg /(n - 1)，其中n = (In/Ig)称为电流扩大倍数。

1.6　基尔霍夫定律

一、常用电路名词
以图3-1所示电路为例说明常用电路名词。
1. 支路：电路中具有两个端钮且通过同一电流的无分支电路。如图3-1电路中的ED、AB、FC均为支路，该电路的支路数目为b = 3。
2. 节点：电路中三条或三条以上支路的联接点。如图3-1电路的节点为A、B两点，该电路的节点数目为n = 2。
3. 回路：电路中任一闭合的路径。如图3-1电路中的CDEFC、AFCBA、EABDE路径均为回路，该电路的回路数目为l = 3。
4. 网孔：不含有分支的闭合回路。如图3-1电路中的AFCBA、EABDE回路均为网孔，该电路的网孔数目为m = 2。

图3-1　常用电路名词的说明

5. 网络：在电路分析范围内网络是指包含较多元件的电路。
二、基尔霍夫电流定律(节点电流定律)
1．电流定律(KCL)内容
电流定律的第一种表述：在任何时刻，电路中流入任一节点中的电流之和，恒等于从该节点流出的电流之和，即

例如图3-2中，在节点A上：I1 + I3 = I2 + I4 + I5

图3-2 电流定律的举例说明

电流定律的第二种表述：在任何时刻，电路中任一节点上的各支路电流代数和恒等于零，即

　　一般可在流入节点的电流前面取“+”号，在流出节点的电流前面取“-”号，反之亦可。例如图3-2中，在节点A上：I1 - I2 + I3 - I4 - I5 = 0。
在使用电流定律时，必须注意：
(1) 对于含有n个节点的电路，只能列出(n - 1)个独立的电流方程。
(2) 列节点电流方程时，只需考虑电流的参考方向，然后再带入电流的数值。
为分析电路的方便，通常需要在所研究的一段电路中事先选定(即假定)电流流动的方向，叫做电流的参考方向，通常用“→”号表示。
电流的实际方向可根据数值的正、负来判断，当I > 0时，表明电流的实际方向与所标定的参考方向一致；当I < 0时，则表明电流的实际方向与所标定的参考方向相反。
2．KCL的应用举例
(1) 对于电路中任意假设的封闭面来说，电流定律仍然成立。如图3-3中，对于封闭面S来说，有I1 + I2 = I3。
(2) 对于网络 (电路)之间的电流关系，仍然可由电流定律判定。如图3-4中，流入电路B中的电流必等于从该电路中流出的电流。
　　(3) 若两个网络之间只有一根导线相连，那么这根导线中一定没有电流通过。
(4) 若一个网络只有一根导线与地相连，那么这根导线中一定没有电流通过。

图3-3 电流定律的应用举例(1)

图3-4 电流定律的应用举例(2)

解：在节点a上： I1 = I2 + I3，则I2 = I1- I3 = 25 - 16 = 9 mA
在节点d上： I1 = I4 + I5，则I5 = I1 - I4 = 25 - 12 = 13 mA
在节点b上： I2 = I6 + I5，则I6 = I2 - I5 = 9 - 13 = -4 mA

图3-6 电压定律的举例说明
电流I2与I5均为正数，表明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相同，I6为负数，表明它的实际方向与图中所标定的参考方向相反。

图3-5 例题3-1

【例3-1】如图3-5所示电桥电路，已知I1 = 25 mA，I3 = 16 mA，I4 = 12 A，试求其余电阻中的电流I2、I5、I6。

三、基夫尔霍电压定律(回路电压定律)
　　1. 电压定律(KVL)内容
在任何时刻，沿着电路中的任一回路绕行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零，即

　　以图3-6电路说明基夫尔霍电压定律。沿着回路abcdea绕行方向，有
Uac = Uab + Ubc = R1I1 + E1， Uce = Ucd + Ude = -R2I2 - E2， Uea = R3I3
则 Uac + Uce + Uea = 0
即 R1I1 + E1 - R2I2 - E2 + R3I3 = 0
上式也可写成
R1I1 - R2I2 + R3I3 = - E1 + E2
对于电阻电路来说，任何时刻，在任一闭合回路中，各段电阻上的电压降代数和等于各电源电动势的代数和，即。

2．利用SRI = SE 列回路电压方程的原则
(1) 标出各支路电流的参考方向并选择回路绕行方向(既可沿着顺时针方向绕行，也可沿着反时针方向绕行)；
(2) 电阻元件的端电压为±RI，当电流I的参考方向与回路绕行方向一致时，选取“+”号；反之，选取“-”号；
(3) 电源电动势为 ±E，当电源电动势的标定方向与回路绕行方向一致时，选取“+”号，反之应选取“-”号。