复杂直流电路的功率分析教学案例

《复杂直流电路的功率分析教学案例》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、“复杂直流电路的功率分析”教学案例江苏省高淳职业教育中心校诸笃运一、教材分析《电工基础》是一门实践性较强的课程，不仅要求学生有较强的动手操作技能，而且要求学生具有较强的分析能力。本课所学内容，要求学生能综合运用复杂直流电路的分析方法（基尔霍夫定律、戴维定理、电压源与电流源互换原理）去分析电路中各元件的功率问题，培养学生科学的分析态度，提高分析实际问题，解决实际问题的能力。二、教学过程1、复习基尔霍夫定律、戴维南定理、电压源与电流源的等效互换。2、新课先让学生计算图（1）所示电路中10A电流源的功率。学生纷纷动手，很快求出了功率。有部分学生发出了“咦”的一声，因为他们的答案互不相同

2、。主要有“产生200W功率”、“吸收200W功率”、“产生300W功率”和“吸收300W功率”四种答案，教师让这四种答案的学生代表分别上黑板板书出来。很快同学们作出不同反应。学生1：这是由于电流源端电压的大小、方向不等所造成的。教师：对，根据功率的概念可知，其功率大小取决于电压与电流的乘积，可见以上四种答案的区别在于端电压的大小与方向搞反了，但到底哪种是正确的呢？（学生展开讨论，但不能肯定）教师：我们共同寻找一下他们求电流源端电压的方法，大家帮他们找找原因。学生2：问题是电阻R1端电压解法不对。教师：哪一种解法是正确的？学生3：电阻R1两端应该存在左正右负的10V电压。教师：我们

3、讲过与理想电流源串联的电阻不起作用，为何它两端存在的10V电压必须考虑呢？（学生再次陷入思考，一会儿有学生举手。）学生4：那是对求解电流源的外电路（如电阻R2）中电流或电压而言。教师：完全正确。我们讲“等效”概念都是针对外电路而言的。因此，求解电流源所在支路中其端电压时必须考虑串联电阻R1的分压作用。这样，我们就可以得到电流源端电压应为上正下负30V。学生5：电流源能吸收吗？教师：请大家思考这个问题，何时可能存在电流源吸收功率？（学生再次讨论，有同学举手）学生6：电路中仅有电流源作用时，不可能吸收功率，但有多个电源工作时，可能会吸收功率。教师：完全正确。但我们采用何种方法来判断它

4、是非吸收功率呢？（学生一时未能明白教师的意思，场面一下子冷了下来，教师不得不将问题进一步明确。）教师：我其实是想问大家采用怎样的表达式来反映其功率的吸收或产生问题呢？（同学们开始观察，电流源的电流方向与端电压降的方向，一会儿有学生举手。）学生7：我发现端电压降的方向与电流源的电流方向相反，应该是电流源产生功率。教师：能说说原因吗？学生7：因为电阻端电压降与电阻中电流方向一致，但电阻是吸收功率的。教师：完全正确。在关联方向下（即电压降低的方向与电流方向一致）吸收功率的表达式P=UI，且P＞0表示吸收功率，P＜0表示产生功率。非关联方向下（即电压降低的方向与电流方向相反）吸收功率的表

5、达式P=－UI，且P＞0表示吸收功率，P＜0表示产生功率。学生8：那该题的正确答案应为“产生300W功率”。教师：是的。请大家整理一下该题的解题过程。同学们整理如下：I1+10=I2……①20+2I2－2I1=0……②解①、②联立方程组得I1=10A，I2=0则U=R1Is+R2I1=1×10+2×10=30V即：P=－UI=－30×10=－300∵P＜0，∴该电流源产生300W功率。教师：这个结论有一般性吗？对于电压源是否也是如此？请同学们计算本图中电压源的功率。同学们纷纷验证，最后大家一致得出结论：在关联方向下，P=UI且P＞0为消耗（或吸收）功率，P＜0为产生（或释放）功率

6、。还有部分同学举手，他们求得电压源的功率P=0，教师巡视后与同学们一起总结。电压源（或电流源）在电路中使用时，不一定就是产生功率，也可能作为负载使用而吸收功率，也可能既不产生又不消耗功率。下一节课我们通过实验验证本节课的内容。三、评析把课堂还给学生，让课堂充满活力。让学生参与整个教学活动，通过他们的不同的解题方式反映出学生对具体问题的理解能力。经过学生讨论，师生辩论得到正确的思维方式，效果较好，使本课的内容得到拓展和升华。2005年6月