電工學(xué)——支路電流法教案

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1、電工學(xué)——支路電流法教案　　電子技術(shù)系新教師試講教案　　課程名稱(chēng)：電工學(xué)課程類(lèi)別：基礎(chǔ)課　　　　支路電流法　　　　單　　位：電子技術(shù)基礎(chǔ)教研室授課教員：張三職　　稱(chēng)：講師　　二〇一三年六月　　授課對(duì)象：大二學(xué)生　　教學(xué)目的：理解支路電流法基本思想，掌握應(yīng)用支路電　　流法分析電路的步驟　　教學(xué)內(nèi)容：一、支路電流法基本思想　　二、應(yīng)用支路電流法分析電路的步驟　　教學(xué)重點(diǎn)：應(yīng)用支路電流法分析電路教學(xué)保障：多媒體教室　　各位老師，大家上午好！　　今天我給大家匯報(bào)的這堂課的題目是《支路電流法》。首先我們先來(lái)回憶一下前面所學(xué)的一些相關(guān)知識(shí)，支路、結(jié)點(diǎn)、回路和網(wǎng)孔的定義

2、，以及基爾霍夫定律的定義。我們前面學(xué)的基爾霍夫定律和歐姆定律、焦?fàn)柖刹⒎Q(chēng)為電工學(xué)的三大定律，有這三個(gè)定律為基礎(chǔ)，我們幾乎可以解決電路中所有的計(jì)算問(wèn)題。比如利用基爾霍夫定律求支路電流的問(wèn)題，我們可以利用這種定律列出方程然后求解。看一下，我們需要求解三個(gè)未知數(shù)，確列出了五個(gè)方程，顯然有兩個(gè)方程是冗余的，那么我們?cè)趺磥?lái)解決這個(gè)問(wèn)題呢，我們?cè)趺催x擇所列出的方程是我們需要的方程，這就是我們這節(jié)課所要研究的問(wèn)題。　　在前幾節(jié)課中我們還學(xué)習(xí)了利用電阻的串并聯(lián)等效變換，電阻星形聯(lián)結(jié)與三角形聯(lián)結(jié)的等效變換，兩種電源的等　　效變換等方法來(lái)解決一些簡(jiǎn)單電路的計(jì)算問(wèn)題，但是現(xiàn)實(shí)

3、中存在一些復(fù)雜電路，并不能用這些方法來(lái)求解，那么我們就需要尋找新的計(jì)算方法，來(lái)解決復(fù)雜電路的計(jì)算問(wèn)題。　　在計(jì)算復(fù)雜電路的各種方法中，支路電流法是最基本的一種方法。那么，什么是支路電流法？下面我們來(lái)看一下支路電流法的定義，支路電流法就是應(yīng)用基爾霍夫電流定律和電壓定律分別對(duì)結(jié)點(diǎn)和回路列出所需要的方程組，而后解出各未知支路電流。支路電流法是電路分析中最基本，也是最簡(jiǎn)單的一種方法，它其實(shí)就是一個(gè)列方程組，解方程組的過(guò)程。解方程組我相信大家都很熟悉，主要是如何列出方程組，我們現(xiàn)在以例1所示的兩個(gè)電源并聯(lián)的電路為例，共同學(xué)習(xí)支路電流法的應(yīng)用?！　1E1R1I3aR

4、3bI2R2E2　　從支路電流法的定義中我們可以看到，它是以支路電流為未知量列方程組，我們知道，要求解n個(gè)結(jié)果，我們至少要列多少個(gè)方程？對(duì)，至少要列n個(gè)方程。那么我們多少個(gè)未知量呢，也就是看圖中共有多少條支路。在上圖電路中：支路數(shù)b=3，我們標(biāo)出各支路電流的參考方向；然后，利用　　基爾霍夫定律列方程，首先，我們利用KCL來(lái)列方程，KCL的概念是什么，對(duì)，在任一瞬時(shí)，流入某一結(jié)點(diǎn)的電流之和等于流出該結(jié)點(diǎn)的電流之和，所以我們需要找出電路中的結(jié)點(diǎn)數(shù)，其中結(jié)點(diǎn)數(shù)n=2，那么我們可以利用結(jié)點(diǎn)列出兩個(gè)方程，但是兩個(gè)結(jié)點(diǎn)列出的方程一樣，所以只列出一個(gè)方程。推廣……然后我

5、們?cè)倮肒VL來(lái)列方程，那么KVL的定義又是什么呢，在任一瞬時(shí)，沿任一回路循環(huán)方向，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。那么我們就要找電路中共有多少條回路，從圖中我們可以看出回路數(shù)=3，單孔回路(網(wǎng)孔)數(shù)=2，于利用KCL已經(jīng)列出一個(gè)方程，那么現(xiàn)在只需要列出兩個(gè)方程既可，即任選兩個(gè)回路列出方程，此例中我們選擇兩個(gè)網(wǎng)孔來(lái)列出方程。推廣……　　下面我們就可以通過(guò)上述過(guò)程總結(jié)出支路電流法的解題步驟：　　1.在圖中標(biāo)出各支路電流的參考方向，對(duì)選定的回路標(biāo)出回路循行方向；　　2.應(yīng)用KCL對(duì)結(jié)點(diǎn)列出(n－1)個(gè)獨(dú)立的結(jié)點(diǎn)電流方程；　　3.應(yīng)用KVL對(duì)回路列出b-(n-1

6、)個(gè)獨(dú)立的回路電壓議程；　　4.應(yīng)用基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律一共可以列出(n-1)=[b-(n-1)]=b個(gè)獨(dú)立議程，求解b個(gè)方程，就可以求出各支路的電流?！　睦?中我們看出運(yùn)用支路電流法來(lái)對(duì)電路進(jìn)行計(jì)算是比較方便的，但是對(duì)于更為復(fù)雜一些的電路是否還是如此方便呢，下面我們?cè)賮?lái)看一個(gè)例子。　　例2:試求檢流計(jì)中的電流IG?！　〗猓簭碾娐穲D中我們可以看出這是一個(gè)電路中比較復(fù)雜的橋式電路，在前面的電阻星形聯(lián)結(jié)和三角形聯(lián)結(jié)的等效變換中我們見(jiàn)過(guò)，本題中我們要求的是檢流計(jì)中的電流，檢流計(jì)也就是電流表，同學(xué)們實(shí)驗(yàn)課中將會(huì)用到，想要知道檢流計(jì)中檢測(cè)出的電流是否

7、準(zhǔn)確，我們可以通過(guò)計(jì)算來(lái)驗(yàn)證?！　∥覀儼凑罩冯娏鞣ǖ那蠼獠襟E來(lái)列出方程，大家先來(lái)看看圖中有幾條支路，對(duì)有六條，因支路數(shù)b=6，所以要列6個(gè)方程。大家再看有幾個(gè)節(jié)點(diǎn)，對(duì)，有四個(gè)節(jié)點(diǎn)，A,B,C,D點(diǎn)，下面我們先通過(guò)KCL來(lái)列出方程，應(yīng)該列出幾個(gè)？對(duì)，應(yīng)該列出3個(gè)方程。同學(xué)們可以思考一下，在利用KCL列方程的時(shí)候選擇節(jié)點(diǎn)有沒(méi)有什么要求，是不是可以任選個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)列方程。對(duì)，是任意的。我們選擇ABC三個(gè)結(jié)點(diǎn)分別列出方程?！　?1)應(yīng)用KCL列(n1)個(gè)結(jié)點(diǎn)電流方程　　對(duì)結(jié)點(diǎn)a：I1–I2–IG=0　　電子技術(shù)系新教師試講教案　　課程名稱(chēng)：電工學(xué)課程類(lèi)別：基礎(chǔ)課　　

8、　　支路電流法　　　　單　　位：電子技術(shù)基礎(chǔ)教研室授課教員：張三職