电流源和电压源的等效变换教案.doc

电流源和电压源的等效变换教案 【教学目的】：1．培养学生透过实验现象归纳事物本质、将感性认识提升为理论知识的能力； 2．理解电流源，电压源等的基本概念； 3．理解等效变换的内容和方法； 【教学重点】：电流源和电压源的等效变换； 【教学难点】：1．电流源和电压源的理解； 2．等效变换的理解和应用； 3．电流参考方向的理解及电阻电压、电源电动势正负的确定 【教学方法】：任务驱动法 【学法指导】： 引导学生做好实验，培养学生敏锐的观察力；分析归纳实验结论，使学生加深对所学知识的记忆与理解 【导入新课】 略 【新课讲解】 电压源 通常所说的电压源一般是指理想电压源，其基本特性是其电动势 (或两端电压)保持固定不变E或是一定的时间函数e(t)，但电压源输出的电流却与外电路有关。 实际电压源是含有一定内阻r0的电压源。 图 图3-18　电压源模型 　　 电流源 通常所说的电流源一般是指理想电流源，其基本特性是所发出的电流固定不变(Is)或是一定的时间函数is(t)，但电流源的两端电压却与外电路有关。 实际电流源是含有一定内阻rS的电流源。 图 图3-19　电流源模型 三、两种实际电源模型之间的等效变换 实际电源可用一个理想电压源E和一个电阻r0串联的电路模型表示，其输出电压U与输出电流I之间关系为 U = E ? r0I 实际电源也可用一个理想电流源IS和一个电阻rS并联的电路模型表示，其输出电压U与输出电流I之间关系为 U = rSIS ? rSI 对外电路来说，实际电压源和实际电流源是相互等效的，等效变换条件是 r0 = rS　， E = rSIS 或 IS = E/r0 例：如图3-18所示的电路，已知电源电动势E = 6 V，内阻r0 = 0.2 ?，当接上R = 5.8 ? 负载时，分别用电压源模型和电流源模型计算负载消耗的功率和内阻消耗的功率。 图3-18　例题3-6 解：(1) 用电压源模型计算： ，负载消耗的功率PL = I2R = 5.8 W，内阻的功率Pr = I2r0 = 0.2 W (2) 用电流源模型计算： 电流源的电流IS = E/r0 = 30 A，内阻rS = r0 = 0.2 负载中的电流 ，负载消耗的功率 PL= I2R = 5.8 W， 内阻中的电流 ，内阻的功率 Pr = Ir2r0 = 168.2 W 两种计算方法对负载是等效的，对电源内部是不等效的。 例：如下图a所示的电路，已知：E1 = 12 V，E2 = 6 V，R1 = 3 ?，R2 = 6 ?，R3 = 8 ?，试应用电源等效变换法求电阻R3中的电流。 解：(1) 先将两个电压源等效变换成两个电流源， 如上图b所示，两个电流源的电流分别为 IS1 = E1/R1 = 4 A， IS2 = E2/R2 (2) 将两个电流源合并为一个电流源，得到最简等效 电路，如右图c所示。等效电流源的电流 IS = IS1 ? IS2 = 3 其等效内阻为 R = R1∥R2 = 2 ? (3) 求出R3中的电流为 I3= IS = ×3=0.3A 例 在如图所示的电路中，已知E=5V，R=8， E=25V，R=12，R=2.2。试用电流源和 电压源的等效变换求通过R的电流及两端的电压？ 例 在如图所示的电路中，已知E=12V，R=6， E=15V，R=3，R=2。试用电流源和电压源 的等效变换求通过R的电流及两端的电压U。 例 在如图所示的电路中，已知E= E=E=10V， R= R= R=R。6，试用电流源和电压源的等 效变换求通过R的电流。 例 电路如图所示，已知E1=17V，I3=3A，R1=2Ω，R2=1Ω，R3=5Ω，求E2、I1和I2。  例．在图（六）所示的电路中,已知E1=1V，E2=8V，电源内阻r1=1Ω,r2=2Ω,电阻R1=3Ω,R2=2Ω,R3=8Ω，求: 1电流I3； 2 R3上消耗的功率。 例．在图（五）所示的电路中，已知E1=E2=1V， R1=R2=R3=1Ω，求U的数值。 教学后记：