电压的定义:单位正电荷g从电路中一点移至另一点时电场力所做的功(W) 的大小。用公式表示: (直流〉 0 单位:kV、V、mV、V。1kV=10V1mV=103V1μV=10V 电位的定义单位正电荷g从电路中一点移至参考点(0=0)时电场力做 功的大小。 在电场中有了电位的概念,则A、B两点间的电压,可用电位差来表示: 4=p4一pa·如果正电荷由A点移到B点获得能量,则A点电位低即为“一“ B点电位高即为“十”。正电荷在电路中电能的得与失,体现为电位的升高和降低 即申位升和申位隆 需要指出的是: 1)电路中电位参考点可任意选择: 2)参考点一经选定,电路中各点的电位值就是唯一的: 3)当选择不同的电位参考点时,电路中各点电位值将改变,但任意两点间 申压保持不变。 提出间题:复条电略成交变电略中,两痕间电压的卖际方向住往不易别别,给奥 电略向夏的分新计常来重。 引出:电压的参考方向 电压的实际方向:规定为由高电位指向低电位 电压的参考方向:在电路分析中任意假定的电位降低的方向。 需要指出的是: 1)电压的参考方向可以任意指定: 2)指定参考方向的用意是把电压看成代数量。在指定的电压参考方向下, 电压值的正和负就可以反映出电压的实际方向。 4.关联参考方向 综上所,分折由路时,我们哥要为由流却定参老方向,又要为申压想定葱 考方向。它们之间彼此可以是独立无关的,任意假定。但是为了方便起见,通常 采用关联参考方向: 如果指定流过元件的电流的参考方向是从标以电压正极性的一端指向负极 性的一端,即两者采用相同的参考方向称关联参考方向:当两者不一致时,称为 非关联参考方向。 需要指出的是: 1)分析电路前必须选定电压和电流的参考方向 2)参考方向一经选定,必须在图中相应位置标注(包括方向和符号),在 计算过程中不得任意改变 3)参考方向不同时,其表达式相差一负号,但实际方向不变 4)对于无源二端元件,以后若只标一个物理量的参考方向,表示采用关联 参考方向
电压的定义:单位正电荷 q 从电路中一点移至另一点时电场力所做的功(W) 的大小。用公式表示: dq dw u 或 Q W U (直流) 单位:kV、V、mV、μV。 1kV=103V 1mV=10-3V 1μV=10-6V 电位的定义 单位正电荷 q 从电路中一点移至参考点(φ=0)时电场力做 功的大小。 在电场中有了电位的概念,则 A、B 两点间的电压,可用电位差来表示: uAB A B 。如果正电荷由 A 点移到 B 点获得能量,则 A 点电位低即为―-‖, B 点电位高即为―+‖。正电荷在电路中电能的得与失,体现为电位的升高和降低, 即电位升和电位降。 需要指出的是: 1)电路中电位参考点可任意选择; 2)参考点一经选定,电路中各点的电位值就是唯一的; 3)当选择不同的电位参考点时,电路中各点电位值将改变,但任意两点间 电压保持不变。 提出问题:复杂电路或交变电路中,两点间电压的实际方向往往不易判别,给实 际电路问题的分析计算带来困难。 引出:电压的参考方向 电压的实际方向:规定为由高电位指向低电位。 电压的参考方向:在电路分析中任意假定的电位降低的方向。 需要指出的是: 1) 电压的参考方向可以任意指定; 2) 指定参考方向的用意是把电压看成代数量。在指定的电压参考方向下, 电压值的正和负就可以反映出电压的实际方向。 4.关联参考方向 综上所述,分析电路时,我们既要为电流规定参考方向,又要为电压规定参 考方向。它们之间彼此可以是独立无关的,任意假定。但是为了方便起见,通常 采用关联参考方向: 如果指定流过元件的电流的参考方向是从标以电压正极性的一端指向负极 性的一端,即两者采用相同的参考方向称关联参考方向;当两者不一致时,称为 非关联参考方向。 需要指出的是: 1) 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向 2) 参考方向一经选定,必须在图中相应位置标注 (包括方向和符号),在 计算过程中不得任意改变。 3) 参考方向不同时,其表达式相差一负号,但实际方向不变。 4)对于无源二端元件,以后若只标一个物理量的参考方向,表示采用关联 参考方向
多排体课件展示:13电功本和能 课程引入:正电荷从电路元件的电压“+”极经元件到“一”极,这是电场力作 功的结果,这时元件吸收能量。反之正电荷从元件的电压“一”极经元件到“+” 极,元件释放能量。这个能量的大小用功率表示 1.功率 1)定义:单位时间内电场力所做的功称为电功率 p=dhi dt 2)单位:W、kW、mW 1kw=103W 1mw=103w 1μw=10w 3)电功率与电压和电流的关系 dg i=d D=dw dw dg dt dg dt =ui 2.电路吸收或发出功率的判断 1)u,1取关联参考方向 i P=山表示元件吸收的功率 + 发出 关联参考方向显示正电荷从高电位到低电位失去能量 2)u,i取非关联参考方向 P发出负功率实际吸收 需要指出的是:对一完整的电路,发出的功率=消耗的功率,满足功率平衡。 例:求图示电路中各方框所代表的元件消耗或产生的功率。 已知:U=1VU2=-3VU=8V,U=-4WU5=7VU6=-3V,=2A,l2=1A,l=-1A 解-1-1x2-2w(发出) =0,1=(-3)×2=6w(发出) + R=U山=8x2=16W(消耗: 卫=0,12=(4)x1=4W(发出) P=U,=7x1)=-7w(发出 卫.=U,J,=(-3)x(-1)=3洲(消耗) 本题的计算说明:对一完整的电路,发出的功率=消耗的功率
多媒体课件展示: 1.3 电功率和能量 课程引入:正电荷从电路元件的电压“+”极经元件到“-”极,这是电场力作 功的结果,这时元件吸收能量。反之正电荷从元件的电压“-”极经元件到“+” 极,元件释放能量。这个能量的大小用功率表示。 1. 功率 1)定义:单位时间内电场力所做的功称为电功率。 2)单位:W、kW 、mW 1kW=103W 1mW=10-3W 1μW=10-6W 3)电功率与电压和电流的关系 2. 电路吸收或发出功率的判断 1)u, i 取关联参考方向 P=ui 表示元件吸收的功率 P>0 吸收正功率 (实际吸收) P<0 吸收负功率 (实际发出) 关联参考方向显示正电荷从高电位到低电位失去能量 2)u, i 取非关联参考方向 p=ui 表示元件发出的功率 P>0 发出正功率 (实际发出) P<0 发出负功率 (实际吸收) 需要指出的是:对一完整的电路,发出的功率=消耗的功率,满足功率平衡。 例:求图示电路中各方框所代表的元件消耗或产生的功率。 已知:U1=1V, U2=-3V, U3=8V, U4=-4V, U5=7V, U6=-3V,I1=2A, I2=1A, I3=-1A 解: 本题的计算说明:对一完整的电路,发出的功率=消耗的功率
裸业练日 巩固 在图(a、(b)所示的电路中,已知N吸收100W电功率,电流I为5A, 练习 求端口电压U。 问:)两图中电压U的值是否相同? (2)请对第(1)问中的结论作出解释。 (3)两图中电压的实际方向是否一致 (④)讨论对电压以及电流这两个电路变量标注方向的重要性。 归纳 小结: 这节课我们主要讲了以下几方面的内容,需要同学们掌握: 总结 1、掌握基本物理量电流i、电压、功率p的定义式、物理含义以及相互关系 2、从电流、电压实际方向的规定出发理解引入电流、电压参考方向的意义,特 别弄清电流、电压的实际方向和参考方向之间的关系。 3、弄清电流、电压的参考方向和功率释放、吸收的联系。 布置 后作业: 习题1山、13 作业
巩固 练习 归纳 总结 布置 作业 课堂练习 小结: 这节课我们主要讲了以下几方面的内容,需要同学们掌握: 1、掌握基本物理量电流 i、电压 u、功率 p 的定义式、物理含义以及相互关系。 2、从电流、电压实际方向的规定出发理解引入电流、电压参考方向的意义,特 别弄清电流、电压的实际方向和参考方向之间的关系。 3、弄清电流、电压的参考方向和功率释放、吸收的联系。 课后作业: 习题 1-1、1-3
第2次课程教学方案 周次 第一周,第二次课 课时数 2学时 教学 CH1电路模型和电路定律(§1一4~§1一7) 章节 知识目标: 使学生掌握电阻元件的数学模型及特性,电压源和电流源的概念及特点:理解和掌握受控源 教学 的概念及分类 目标 能力目标: 和要 根据学生已具备的数学知识和物理知识,引导学生更深一步的理解电路元件,培养学生的想 求 象力及利用所学知识分析、总结问题的能力。 情成目标, 引导学生将抽象的数学物理分析与现实物理世界尽可能融合,激发学生对理论学习的热情 1,电路元件的特性 教学2.电压源和电流源的特点 重点3.受控源 教学 1.受控源的概念和分类 难点 2.独立电源与受控电源的联系和差别 主要 学 ☑课堂讲授 口小组活动 口实验演示 口难点答疑 ☑提问 方式 口作业讲评 口实践教学 口考试测验 口其他活动」 使用 媒体 口文字教材 口电子教案 口录像材料 口录音材料 口直播课堂 资湖 ☑CAI课件 回IP课件 口其他资源: 作业 习题14、1-5 或练 习 (具体内容见PPT课件) 第一章电路模型和电路理论 1.4电路元件 15电阻元件 16电压源和电流源 17受控电源
第 2 次课程教学方案 周次 第一周,第二次课 课时数 2 学时 教学 章节 CH1 电路模型和电路定律(§1-4~§1-7) 教学 目标 和要 求 知识目标: 使学生掌握电阻元件的数学模型及特性,电压源和电流源的概念及特点;理解和掌握受控源 的概念及分类。 能力目标: 根据学生已具备的数学知识和物理知识,引导学生更深一步的理解电路元件,培养学生的想 象力及利用所学知识分析、总结问题的能力。 情感目标: 引导学生将抽象的数学物理分析与现实物理世界尽可能融合,激发学生对理论学习的热情。 教学 重点 1.电路元件的特性 2.电压源和电流源的特点 3.受控源 教学 难点 1.受控源的概念和分类 2.独立电源与受控电源的联系和差别 主要 教学 方式 课堂讲授 □ 小组活动 □ 实验演示 □ 难点答疑 提问 □ 作业讲评 □ 实践教学 □ 考试测验 □ 其他活动 使用 媒体 资源 □ 文字教材 □ 电子教案 □ 录像材料 □ 录音材料 □ 直播课堂 CAI 课件 □ IP 课件 □ 其他资源: 作业 或练 习 习题 1-4、1-5 板 书 设 计 (具体内容见 PPT 课件) 第一章 电路模型和电路理论 1.4 电路元件 1.5 电阻元件 1.6 电压源和电流源 1.7 受控电源
第2次教学活动设计 敕学环节 主要教学内容 学生活动 安排 复习 师生互 1、如何规定电压和电流的参考方向?什么是关联参考方向? 动、学生 旧课 2、功率的性质? 边听边思 考 鼓励 第一章电路模型和电路定律 生蹈跃 发言 导入 季米体裸件展示:1.4电略元件 电路元件是电路中最基本的组成单元。元件的特性通过与端子有关的物理量 新课 描述。每一种元件反映某种确定的电磁性质。 1.电路元件分类 二端元件 端元件 四端元件 无源元件 有源元件 2.集总元件 集总元件- 一假定发生的电磁过程都集中在元件内部进行。在任何时刻,流 讲授 入二端元件的一个端子的电流一定等于从另一端子流出的电流,两个端子之间的 电压为单值量。 讨论 集总参数电路 一满足集总化条件、由集总元件构成的实际电路模型。 集总化条件一实际申路的尺计d远小于电路工作时申磁波的波长) 需要指出的是:集总参数电路中“、可以是时间的函数,但与空间坐标无关 本课程只讨论由集总元件构成的集总参数电路。 煤体课件限示:1.5电圆元件 1.电阻元件的定义 一个二端元件,如果在任意时刻的电压和电流之间的关系可以由一平面 上通过原点的一条曲线来决定的话,那么无论电压电流的波形如何,此二端元件 称为电阻元件。曲线的斜率就是电阻参数,简称电阻。一平面上的曲线称为电 阻元件的伏安关系曲线。 2.线性电阻元件 线性电阻元件是这样的理想元件:在电压和电流取关联参考方向下,在任何 时刻它两端的电压和电流关系服从欧姆定律。 u=Ri 或 R=u/i 或 i=/R=G 线性电阻元件的伏安特性是通过原点的 条直线
第 2 次教学活动设计 教学环节 主要教学内容 学生活动 安排 复习 旧课 导入 新课 讲授 讨论 课前提问: 1、如何规定电压和电流的参考方向?什么是关联参考方向? 2、功率的性质? 第一章 电路模型和电路定律 多媒体课件展示: 1.4 电路元件 电路元件是电路中最基本的组成单元。元件的特性通过与端子有关的物理量 描述。每一种元件反映某种确定的电磁性质。 1.电路元件分类 二端元件 三端元件 四端元件 无源元件 有源元件 2.集总元件 集总元件——假定发生的电磁过程都集中在元件内部进行。在任何时刻,流 入二端元件的一个端子的电流一定等于从另一端子流出的电流,两个端子之间的 电压为单值量。 集总参数电路——满足集总化条件、由集总元件构成的实际电路模型。 集总化条件——实际电路的尺寸 d 远小于电路工作时电磁波的波长 λ: d<<λ 需要指出的是:集总参数电路中 u、i 可以是时间的函数,但与空间坐标无关, 本课程只讨论由集总元件构成的集总参数电路。 多媒体课件展示: 1.5 电阻元件 1.电阻元件的定义 一个二端元件,如果在任意时刻的电压和电流之间的关系可以由 u-i 平面 上通过原点的一条曲线来决定的话,那么无论电压电流的波形如何,此二端元件 称为电阻元件。曲线的斜率就是电阻参数,简称电阻。u-i 平面上的曲线称为电 阻元件的伏安关系曲线。 2. 线性电阻元件 线性电阻元件是这样的理想元件:在电压和电流取关联参考方向下,在任何 时刻它两端的电压和电流关系服从欧姆定律。 或 或 线性电阻元件的伏安特性是通过原点的一 条直线。 师生互 动、学生 边听边思 考,鼓励 学生踊跃 发言