汽车电工电子基础-教案 任务2 负载的串并联及计算

PAGEPAGE１６汽车电工电子基础教案课题项目三任务二负载的串并联及计算计划学时2学时课堂类型任务驱动型授课时间教学目标知识目标：看懂简单串联电路、并联电路的电路图以及掌握电阻串、并联的特点理解负载的串并联的基本概念、原理和方法能力目标：通过分析和计算实际电路中负载的串并联问题掌握串联电路的分压公式、并联电路的分流公式的应用素养目标：培养学生举一反三的能力通过实际电路图案例提高学生解决问题的能力和创新能力教学重难点1.电阻串、并联的特点2.分压公式、分流公式3.混联电路的分析方法教学方法项目式教学法教学内容教学内容教学内容教学内容教学内容教学内容【知识链接】1.电阻串联电路的特点图3-2-1电阻串联电路设总电压为U、电流为I、总功率为P。等效电阻:R=R1+R2+···+Rn分压关系：功率分配:特例：两只电阻R1、R2串联时，等效电阻R=R1+R2,则有分压公式【例1】有一盏额定电压为U1=40V、额定电流为I=5A的电灯，应该怎样把它接入电压U=220V照明电路中。解：将电灯(设电阻为R1)与一只分压电R2串联后，接入U=220V电源上，如图3-2-2所示。图3-2-2解法一：分压电阻R2上的电压U2=U－U1=(220-40)V=180V，且U2=R2I，则解法二：利用两只电阻串联的分压公式可得即将电灯与一只36Ω分压电阻串联后，接入U=220V电源上即可。【例2】有一只电流表，内阻Rg=1kΩ，满偏电流为Ig=100μA，要把它改成量程为Un=3V的电压表，应该串联一只多大的分压电阻R？AAUA图3-2-3解：如图3-2-3所示，该电流表的电压量程为Ug=RgIg=0.1V，与分压电阻R串联后的总电压Un=3V，即将电压量程扩大到n=Un/Ug=30倍。利用两只电阻串联的分压公式，可得则上例表明，将一只量程为Ug、内阻为Rg的表头扩大到量程为Un，要的分压电阻为R=(n-1)Rg，其中n=(Un/Ug)称为电压扩大倍数。2.电阻并联电路的特点设总电流为I，总电压为U，总功率为P。等效电导:G=G1+G2+···+Gn，即图3-2-4电阻并联电路分流关系：R1I1=R2I2=···=RnIn=RI=U功率分配：R1P1=R2P2=···=RnPn=RP=U2I特例：两只电阻R1、R2并联时，等效电阻，则有分流公式【例3】如图3-2-5所示，电源供电电压U=220V，每根输电导线的电阻均为R1=1，电路中一共并联100盏额定电压220V、功率40W的电灯。假设电灯正常发光时电阻值为常数。试求：(1)当只有10盏电灯工作时，每盏电灯的电压UL和功率PL；(2)当100盏电灯全部工作时，每盏电灯的电压UL和功率PL。图3-2-5解:每盏电灯的电阻为R=U2/P=1210Ω，n盏电灯并联后的等效电阻为Rn=R/n，根据分压公式，可得每盏电灯的电压功率(1)当只有10盏电灯工作时，即n=10，则Rn=R/n=121Ω，因此(2)当100盏电灯全部工作时，即n=100，则Rn=R/n=12.1Ω，【例4】有一只微安表，满偏电流为Ig=100A、内阻Rg=1kΩ，要改装成量程为In=100μA的电流表，试求所需分流电阻R。图3-2-6解：如图3-2-6所示，设n=In/Ig(称为电流量程扩大倍数)，根据分流公式可得则本题中n=In/Ig=1000，上例表明，将一只量程为Ig、内阻为Rg的表头扩大到量程为In，所需要的分流电阻为R=Rg/(n-1)，其中n=(In/Ig)称为电流扩大倍数。3.电阻混联电路分析步骤在电阻电路中，既有电阻的串联关系又有电阻的并联关系，称为电阻混联。对混联电路的分析和计算大体上可分为以下几个步骤：（1）首先整理清楚电路中电阻串、并联关系，必要时重新画出串、并联关系明确的电路图；（2）利用串、并联等效电阻公式计算出电路中总的等效电阻；（3）利用已知条件进行计算，确定电路的端电压与总电流；（4）根据电阻分压关系和分流关系，逐步推算出各支路的电流或各部分的电压。【例5】如图3-2-7所示，已知R1=R2=8Ω，R3=R4=6Ω，R5=R6=4Ω，R7=R8=24Ω，R9=16Ω；电压U=224V。试求：(1)电路总的等效电阻RAB与总电流IΣ；(2)电阻R9两端的电压U9与通过它的电流I9。图3-2-7解:(1)R5、R6、R9三者串联后，再与R8并联，E、F两端等效电阻为REF=(R5+R6+R9)∥R8=12Ω，REF、R3、R4三电阻串联后，再与R7并联，C、D两端等效电阻为RCD=(R3+REF+R4)∥R7=12Ω，总的等效电阻RAB=R1+RCD+R2=28Ω总电流IΣ=U/RAB=（224/28）A=8A(2)利用分压关系求各部分电压：UCD=RCDIΣ=96V，【例6】如图3-2-8所示，已知R=10Ω，电源电动势E=6V，内阻r=0.5Ω，试求电路中的总电流I。图3-2-8解:首先整理清楚电路中电阻串、并联关系，并画出等效电路，如图3-2-9所示，图3-2-9四只电阻并联的等效电阻为Re=R/4=2.5Ω，根据闭合回路欧姆定律，电路中的总电流为【任务实施】按图3-2-10所示连接一个简单的电路，实现负载的串并联控制,已知R1=2Ω,R2=R3=R4=R5=4Ω,UAB=6V,求通过R4的电流I4并测量验证。图3-2-101.准备工作按表3-2-1准备工具、设备、元器件及导线，检查设备外观是否完好。表3-2-1混联电路元器件清单表序号名称型号与规格单位数量1蓄电池12VDC块12开关只13灯12V/10W只14熔断器10A只15导线BVR1.0mm²根若干6负载4Ω只52.连接电路依照图3-2-2连接电路，测量电压、电阻。将操作结果填入表3-2-2。表3-2-2混联电路操作结果表步骤操作方法操作现象现象说明1R4电流I4计算值2R4电流I4测量值33.清理现场实操结束，断开电源，拆除导线，按6s要求，清理现场，收拾工具、设备，整理操作台，清扫场地，完成任务评价表。【任务评价】混联电路任务评分标准见表3-2-3。3-2-3混联电路分析任务评分标准任务名称组别学生姓名工位号用时长序号评价项目评价要点配分学生自评小组互评教师评价小计1知识理解看懂简单串联电路、并联电路的电路图10掌握电阻串、并联的特点10理解负载的串并联的基本概念、原理和方法202电路连接通过分析和计算实际电路中负载的串并联问题10掌握串联电路的分压公式、并联电路的分流公式的应用10任务表单填写完整103团队协作参与组内学习，分享学习成果104安全文明遵守安全文明操作规程，无事故发生105清扫清洁按6s要求清理现场，摆放器件10总分100教师签名总计教学评价与小结1.依据混联电路分析任务评分标准的打分情况进行课堂点评。2.知识点归纳：串联电路：串联电路中，电流处处相等，总电压等于各部分电路两端电压之和，总电阻等于各电阻之和。串联电路的特点是电流路径唯一，适用于需要高电压和低电流的场合。并联电路：并联电路中，总电流等于各支路电流之和，各支路两端电压相等，总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。并联电路的特点是电流路径多，适用于需要低电压和高电流的场合。串并联电路的计算：在串并联电路中，可以根据欧姆定律进行计算。对于串联电路，总电阻等于各电阻