电路分析教案单元教学设计方案10.doc

淄博职业学院《电路分析》课教学方案
教师：张涛 序号：10
授课时间
第9周 周2 1-2 周5 1-2 周5 3-4
授课班级
P14电气6、5、4班
上课地点
多媒体教室
学习内容
节点(结点)电压法
课时
2
教学目标
专业能力
1.掌握结点电压法
2.能利用结点电压法解决实际问题。
方法能力
1.培养学生掌握电路的基本分析法和综合利用知识的能力。
2.注重对学生探究科学方法、创新精神的培养。
社会能力
1．培养学生实事求是地进行实验的科学态度和科学精神，
2．增强学生的合作意识和团队精神。
目标群体
1、具备一定的电工学基础知识
2、掌握了高中物理的电路知识。
教学环境
多媒体教室
教学方法
项目教学法、引导文法、实际案例法相结合。
时间安排
教学过程设计

[引导文]（10分钟）
给出一个电路，如右图所示。引导学生分析时发现，如果
用刚刚学到的支路电流法进行求解会比较麻烦，为了解决
此类问题（支路数较多，结点较少）提出一种新的解题
方法：结点电压法。
结点电压法（10分钟）
基本思路：以节点电压为电路变量，列写独立节点的KCL方程，同时根据VCR用节点电压表示支路电流，代入KCL方程中，得到节点电压方程组。求解出节点电压，由此可进一步求得其他电量。
节点电压：电路中任选一节点作为参考节点，其余各节点（称为独立节点）与参考节点之间的电压称为节点电压。其参考方向规定为由独立节点指向参考节点。仅含2个结点的结点电压方程的推导：（40分钟）
设：Vb = 0 V, 结点a电压为 U，参考方向从 a 指向 b。
1.用KCL对结点 a 列方程：
I1 – I2 + IS –I3 = 0
2. 应用基尔霍夫电压定律或欧姆定律求各支路电流 ：
将各电流代入
KCL方程则有：

时间安排
教学过程设计

将各电流代入KCL方程则有：

整理得：

即结点电压方程：

注意：（10分钟）
(1) 上式仅适用于两个结点的电路。
(2) 分子为各含源支路等效的电流源流入该结点电流的代数和，有正
负之分，流入结点为正，流出为负；分母为各支路的所有电阻的
倒数之和。
节点法解题步骤：
（1）选参考节点，标出各独立节点序号,设独立节点的节点电压为电路变量。
（2）用观察法列写各独立节点的 KCL方程。
（3）联立方程求解节点电压。
（4）由节点电压求各支路电压和各支路电流，进而求解其他电量。
【注】：若电路中含有电压源与电阻串联的支路，首先通过电源的等效变换，将其变成电流源与电阻的并联支路，再列写节点电压方程。
[例1] 试用结点电压法求各支路电流。设：Vb = 0（20分钟）
解：①求结点电压 Uab

② 应用KVL和欧姆定律求各电流

例3-2 图示电路，已知R1=R2= R3＝2Ω，R4=R5=4Ω，US1=4V，US5=12V，IS3=3A。试用节点法求电流I1和I4。（教材P61）
解：（1）选参考节点，标注独立节点，设独立节点的节点电压为U10、U20。（2）实际电压源等效为实际电流源。3）观察法列方程。

（4）解得：

（5）则：

含理想电压源支路的节点分析法:
方法一：适当选择参考节点。选择理想电压源的一端为参考节点，则其另一端为独立节点，此节点的节点电压由该电源本身决定，不必再列方程。
方法二：增设未知量电流。设理想电压源电流为未知量，列写节点方程组，再添加补充一个方程——该方程为理想电压源的电压与相连的两节点电压的关系。
方法三：广义节点法。将理想电压源及其两节点用用虚线框起来，构成一假想封闭面，称为广义节点，对此列写KCL方程，再添加一个补充方程——该方程为理想电压源的电压与相连的两节点电压的关系。

作业
P70 3-6;3-9
教学反馈
学生积极性高，上课效果良好。