城市轨道交通电工电子技术 教案全套 项目1-7 电工基础知识的认知- 防雷设备的认知

教案课程名称城市轨道交通电工电子技术所授班级Xxxx周课时x任课教师Xxx授课章、节及题目项目一电工基础知识的认知任务1电路物理量、电路的三种状态教学目的与教学要求知识目标：了解电路的组成部分，掌握电路的三种状态。能力目标：会判断电路中各组成部分的功能。情感目标：培养良好的安全作业意识，规范操作意识。培养爱国主义精神，立志为民族产业发展做贡献。教学重点与教学难点重点：短路的危害。难点：电路的各部分作用。授课形式课堂理论教学教学方法、手段讲解法、观察法、讲授法、演示法、分组讨论法教学过程（教学步骤、内容）时间分配（方法、手段）导入：2023年3月31日下午，由中车长客股份公司自主研制的国内首套高温超导电动悬浮全要素试验系统完成首次悬浮运行。该系统适用于高速、超高速和低真空管道等运用场景，运用速度可达600公里/小时及以上。据中车长客消息，此次悬浮运行对超导磁体、直线同步牵引、感应供电及低温制冷等超导电动磁浮交通系统的关键核心技术进行了充分验证，为推动超导电动磁浮交通系统工程化应用奠定了基础。单元1电路一、电路的组成举例：汽车前灯电路或者手电筒电路1.电路：仅有电路元件组成的路。（GBT2900.1-2008）包括电源、负载、导线、控制器件。2.电源：从源出供应电能；从源出供应电能并以一种规定的形式将电能供给负载的电能变换器。非电能转换为电能或者信号发生器举例：电池、光伏打电池、热电偶、压电晶体、发电机、稳压电源、信号发生器3.负载：使用电能的电器，是将电能转换为其他能的元器件或设备。举例：灯、电动机、电炉、音响、电容、电感4.导线：有或无外包绝缘的柔性圆柱形导体，其长度远大于其截面尺寸。连接电源、负载各器件形成通路。举例：单股线，多股线、绞线5.开关：改变其端子间电连接状态的器件。举例：刀开关、组合开关、换向开关、按钮、急停按钮6.用电气符号组成的图叫做电路图。常见电气符号（表2-1）二、电路的三种状态1.通路在回路中处处连通的电路。2.断路3.短路两个或更多个导电部分之间形成的偶尔或者有意的导电通路，迫使这些导电部分之间的电位差.等于或者接近于0。电源短路：绝对禁止器件短路:根据需要三、电路图1．电路图：用规定的图形符号表示电路连接情况的图。2．几种常用的标准图形符号。组织教学2分钟引入新课5分钟多媒体课件讲授10分钟多媒体课件讲授20分钟多媒体课件讲授15分钟多媒体课件讲授5分钟课后作业与思考题完成章节练习题板书设计1.电路的组成；2.电路的状态教学反思备注教案课程名称城市轨道交通电工电子技术所授班级Xxxx周课时x任课教师Xxx授课章、节及题目项目一电工基础知识的认知电路的常用物理量教学目的与教学要求知识目标：识记各物理量的符号、单位。理解各物理量的含义。能力目标：能区分各物理量的符号。情感目标：培养良好的安全作业意识，规范操作意识。培养爱国主义精神，立志为民族产业发展做贡献。教学重点与教学难点重点：各物理量的含义及单位符号。难点：各物理量的含义。授课形式课堂理论教学教学方法、手段讲解法、观察法、讲授法、演示法、分组讨论法教学过程（教学步骤、内容）时间分配（方法、手段）复习旧课与导入新课1.电路的各个组成部分2.电路的三种状态单元2电路的常用物理量一、电流1.定义：通过施加适当的外力，电子就会从带负电的原子向带正电的原子运动。电子的这种运动叫做电流，用I来表示。电流的量就是通过某一点的运动电子的电荷的总和。2.I=Q/t6.24*1018个电子所带的电荷加起来称为1库（仑）（C）。电流的计算单位是安（培）(A)。当1C的电荷在1s内通过某一特点定时，这时的电流称为1A。安培是用法国物理学家安德里•马里安•安培（1775-1836）的名字命名的。3单位1kA=1000A1A=1000mA1mA=1000μA4.方向以正电荷的运动方向为电流方向。参考方向：计算时可假定某一方向为电流的参考方向，计算结果为正，则实际方向与参考方向相同；如果计算结果为负，则实际方向与参考方向相反。5.直流交流大小方向都不随时间变化的电流，或者大小小范围周期变化，方向不变的电流称为直流电流，简称直流，常用DC表示。大小和方向都随时间做周期性变化且一个周期内平均值为零的电流称为交流电流，简称交流，常用AC表示。常见交流电为正弦波，也有方波和三角波。二、电压1定义电压就是使电子在电路中移动的动力，是指单位时间内电能的转换。用U表示。2.Uab=Wab/Q电压是标量，在数值上等于电场力将当1C的电荷从a点移动到b点，做功1J，这时的电压称为1V。它是用电池的发明者康特•阿莱桑德罗•伏特（1745-1827）命名的。任意两点之间的电压可以为从起点到终点任意一条路上各段电压的求和值。3单位1MV=1000kV1kV=1000V1V=1000mV4.方向参考方向：计算时可假定某一方向为电压的参考方向，计算结果为正，则实际方向与参考方向相同；如果计算结果为负，则实际方向与参考方向相反。三、电位1.定义电位是一个相对值，需要选定一个基准电位。两点之间的电压就等于两点之间的电位之差，所以电压又叫电位差。电位的单位为V，参考点的选择不同电位就会不同，但电压与参考点的选择无关。2.等电位点分析电路中，电位相等的点为等电位点。两等位点不相连的情况下在其中间接入电阻，不改变整个系统的运行状态。同理两等位点之间原本有电阻相连，去掉电阻也不改变整个系统的运行状态。四、电动势1.定义衡量电源将电能转换为非电能的能力。用字母E来表示。单位V。2.E=WE/Q电动势的方向规定为电源负极指向正极。当电路开路U=-E，当电路闭合，U≠-E组织教学2分钟引入新课5分钟多媒体课件讲授10分钟多媒体课件讲授20分钟多媒体课件讲授15分钟多媒体课件讲授5分钟课后作业与思考题完成章节练习题板书设计一、电流四、电动势二、电压 三、电位教学反思备注教案课程名称城市轨道交通电工电子技术所授班级Xxxx周课时x任课教师Xxx授课章、节及题目项目一电工基础知识的认知正弦交流电及其表示方法教学目的与教学要求知识目标：了解正弦交流电的概念，掌握正弦交流电各参数之间的关系。能力目标：会计算简单的正弦交流电参数。情感目标：培养良好的安全作业意识，规范操作意识。培养爱国主义精神，立志为民族产业发展做贡献。教学重点与教学难点重点：正弦交流电基本参数运算。难点：单相正弦交流电的产生。授课形式课堂理论教学教学方法、手段讲解法、观察法、讲授法、演示法、分组讨论法教学过程（教学步骤、内容）时间分配（方法、手段）复习旧课与导入新课1.电容的概念和特性2.电感的概念和特性新课内容单元8正弦交流电及其表示方法一、单相交流电的产生与表示交流电和电气化之父——特斯拉交流电分为正弦交流电和非正弦交流电两种。单相交流发电机由定子、转子、集电环、电刷组成。根据右手定则，产生正弦波的感应电动势。感应电动势的表达式：交流电压的表达式交流电流的表达式二、正弦交流电的三要素正弦交流电的三要素：振幅、周期、初相位1.瞬时值正弦电动势、电压、电流的瞬时值分别用小写英文字母额e，u，i2.最大值最大的瞬时值称为最大值（峰值、振幅）。正弦交流电最大值分别用大写英文字母加下标m来表示。Em、Im、Um。习惯以最大值的绝对值表示。3.有效值让交流电和直流电通过完全相同的电阻，如果相同时间内，两种电流产生的热量相等，就把此时直流电的数值称为该交流电的有效值。I=Im/√2=0.707ImE=Em/√2=0.707EmU=Um/√2=0.707Um4.周期、频率、角频率周期：交流电每重复一次所需要的时间。用字母T表示，单位秒。频率：交流电1s内重复变化的次数，用f表示，单位是赫兹，Hz。赫兹的常用单位为千赫、兆赫。周期和频率互为倒数。角频率：1s内变化的电角度（弧度），用ω表示，单位弧度/秒（rad/s）。一周的角度为2π。这三个物理量都是交流电变化快慢的物理量，知道一个可以求出其他两个。5.相位与初相角度α=ωt+φ表示正弦交流电任意时刻的电角度，通常把它称为相位角，也叫相位，相角。t=0时的相位角φ，我们称为初相位或者初相。习惯上初相位角不大于180。，大于180。的正角都化为小于180。的负角。例4-2三、正弦量的表示法1.波形图表示法1）正弦量的瞬时值为纵坐标，以电角度ωt为横坐标，单位为弧度或者角度，以时间为横坐标，单位为秒。2）若初相大于0，则起点在原点左侧，若初相小于0时，起点在原点的右侧，且横坐标为初相位；3)t>0时，曲线为实线，t<0时，曲线为虚线。记住特殊相位的曲线波形。4）两个同频率的交流电的相位差等于初相角之差相位差为0，称为同相；相位差为π，称为反相。2.矢量表示法矢量指既有大小，又有方向的量。矢量的大小用有向线段的长度表示；方向由有向线段与横轴的夹角表示。过直角坐标系原点做一个矢量，其长度为正弦量的最大值，起始时与横轴的正向夹角为初相位角φ，逆时针旋转，旋转角速度为ω，在y轴的投影为该正弦量的瞬时值。此图称为最大值矢量图。有效值矢量图，七线段长度为有效值，也成相量图。两个频率相同的相量可以画在同一个相量图上，通过平行四边形法则，可以对其求和差，其和差依旧是相同频率的相量。组织教学2分钟引入新课5分钟多媒体课件讲授10分钟多媒体课件讲授20分钟多媒体课件讲授15分钟多媒体课件讲授5分钟课后作业与思考题完成章节练习题板书设计1.交流电的三要素；2.交流电的表示方式；教学反思备注教案课程名称城市轨道交通电工电子技术所授班级Xxxx周课时x任课教师Xxx授课章、节及题目项目一电工基础知识的认知正弦交流电阻电路教学目的与教学要求知识目标：掌握正弦交流电阻电路相关参数的计算。能力目标：会分析正弦交流电阻电路各量之间的向量关系分析。情感目标：培养良好的安全作业意识，规范操作意识。培养爱国主义精神，立志为民族产业发展做贡献。教学重点与教学难点重点：正弦交流电阻电路的的计算。难点：正弦交流电阻电路的相位频率概念。授课形式课堂理论教学教学方法、手段讲解法、观察法、讲授法、演示法、分组讨论法教学过程（教学步骤、内容）时间分配（方法、手段）复习旧课与导入新课1.交流电的三要素2.交流电的两种表示方式新课内容单元9正弦交流电阻电路交流电路讨论内容：1.电路中标注电流和电压方向为参考方向，与参考方向相同，则处于正半周期，与参考方向相反，处于负半周期。2.电流和电压谈论有效值和相位3.负载功率仅作代数讨论，为正时吸收功率；为负时，释放功率。一、电流与电压的关系uR=URmsinωt任意时间点符合欧姆定律i=uR/R=URmsinωt/R=Imsinωt1）频率相同2）大小符合欧姆定律Im=Um/RI=UR/R3）相位相同二、电路中的功率瞬时功率：p=uRi=URmImsin2ωt电功率总是正值，说明负载为耗能元件，电流对外做功，称为有功功率。有功功率：P=I2R=U2/R=UI二、纯电感电路1.电压与电流的关系i=ImsinωtuL=ImωLsin（ωt+π/2）=Umsin（ωt+π/2）1）频率相同2）电压与电流大小最大值关系：ULm=ImωLIm=ULm/ωL=ULm/XL有效值关系：I=U/XLXL=ωL=2πfL称为感抗，单位为Ω，地位与电阻相当。但只在交流电路中有效。3）相位电压uL超前电流π/2或90°2.电路中的功率pL=uLi=ULmsin（ωt+π/2）Imsinωt=ULmImcosωtsinωt=1/2ULmImsin2ωt=ULIsin2ωt纯电感的瞬时功率的频率是电源电压和电流频率的两倍，即第一个和第三个1/4周期内功率为正值，电感吸收电源电能；在第二个和第四个1/4周期内功率为负值，表示电杆释放能量。有功功率（平均功率）为0.无功功率QL=ULI=I2XL=UL2/XL无功功率Q，单位乏（Var）3.纯电容电路1.电压与电流的关系uC=UCmsinωti=UCmωCsin（ωt+π/2）=Imsin（ωt+π/2）1）频率相同2）电压与电流大小最大值关系：Im=UCmωCUCm=Im/1/ωC=Im/XC有效值关系：I=UC/XCXL=1/ωC=1/2πfC称为感抗，单位为Ω，地位与电阻相当。但只在交流电路中有效。3）相位电压uC推后电流π/2或90°2.电路中的功率pC=uCi=UCmsinωtImsin（ωt+π/2）=UCmImcosωtsinωt=1/2UCmImsin2ωt=UCIsin2ωt纯电容的瞬时功率的频率是电源电压和电流频率的两倍，即第一个和第三个1/4周期内功率为正值，电容吸收电源电能；在第二个和第四个1/4周期内功率为负值，表示电容释放能量。有功功率（平均功率）为0.组织教学2分钟引入新课5分钟多媒体课件讲授10分钟多媒体课件讲授20分钟多媒体课件讲授15分钟多媒体课件讲授5分钟课后作业与思考题完成章节练习题板书设计1.纯电容电路2.纯电感电路；3.纯电容电路教学反思备注教案课程名称城市轨道交通电工电子技术所授班级Xxxx周课时x任课教师Xxx授课章、节及题目项目一电工基础知识的认知正弦交流电感电路教学目的与教学要求知识目标：掌握正弦交流电感电路相关参数的计算。掌握感抗概念。能力目标：会分析正弦交流电感电路各量之间的向量关系分析。情感目标：培养良好的安全作业意识，规范操作意识。培养爱国主义精神，立志为民族产业发展做贡献。教学重点与教学难点重点：正弦交流电感电路的计算。感抗计算。难点：正弦交流电感电路的相位、频率关系，感抗概念。授课形式课堂理论教学教学方法、手段讲解法、观察法、讲授法、演示法、分组讨论法教学过程（教学步骤、内容）时间分配（方法、手段）复习旧课与导入新课1.交流电的三要素2.交流电的两种表示方式3.正弦交流电阻电路电压电流关系新课内容单元10正弦交流电感电路一.电压与电流的关系i=ImsinωtuL=ImωLsin（ωt+π/2）=Umsin（ωt+π/2）1）频率相同2）电压与电流大小最大值关系：ULm=ImωLIm=ULm/ωL=ULm/XL有效值关系：I=U/XLXL=ωL=2πfL称为感抗，单位为Ω，地位与电阻相当。但只在交流电路中有效。3）相位电压uL超前电流π/2或90°2.电路中的功率pL=uLi=ULmsin（ωt+π/2）Imsinωt=ULmImcosωtsinωt=1/2ULmImsin2ωt=ULIsin2ωt纯电感的瞬时功率的频率是电源电压和电流频率的两倍，即第一个和第三个1/4周期内功率为正值，电感吸收电源电能；在第二个和第四个1/4周期内功率为负值，表示电杆释放能量。有功功率（平均功率）为0.无功功率QL=ULI=I2XL=UL2/XL无功功率Q，单位乏（Var）组织教学2分钟引入新课5分钟多媒体课件讲授10分钟多媒体课件讲授30分钟课后作业与思考题完成章节练习题板书设计1.感抗2.电感两端电压电流关系3.有功功率教学反思备注教案课程名称城市轨道交通电工电子技术所授班级Xxxx周课时x任课教师Xxx授课章、节及题目项目一电工基础知识的认知正弦交流电容电路教学目的与教学要求知识目标：掌握正弦交流电容电路相关参数的计算。掌握容抗概念。能力目标：会分析正弦交流电容电路各量之间的相量关系分析。情感目标：培养良好的安全作业意识，规范操作意识。培养爱国主义精神，立志为民族产业发展做贡献。教学重点与教学难点重点：正弦交流电容电路的计算。容抗计算。难点：正弦交流电容电路的相位、频率关系，容抗概念。授课形式课堂理论教学教学方法、手段讲解法、观察法、讲授法、演示法、分组讨论法教学过程（教学步骤、内容）时间分配（方法、手段）复习旧课与导入新课1.交流电的三要素2.交流电的两种表示方式3.正弦交流电阻电路电压电流关系4.正弦交流电容电路电压电流关系新课内容单元11正弦交流电容电路一.电压与电流的关系uC=UCmsinωti=UCmωCsin（ωt+π/2）=Imsin（ωt+π/2）1）频率相同2）电压与电流大小最大值关系：Im=UCmωCUCm=Im/1/ωC=Im/XC有效值关系：I=UC/XCXC=1/ωC=1/2πfC称为容抗，单位为Ω，地位与电阻相当。但只在交流电路中有效。3）相位电压uC推后电流π/2或90°二、电路中的功率pC=uCi=UCmsinωtImsin（ωt+π/2=UCmImcosωtsinωt=1/2UCmImsin2ωt=UCIsin2ωt纯电容的瞬时功率的频率是电源电压和电流频率的两倍，即第一个和第三个1/4周期内功率为正值，电容吸收电源电能；在第二个和第四个1/4周期内功率为负值，表示电容释放能量。有功功率（平均功率）为0.组织教学2分钟引入新课5分钟多媒体课件讲授10分钟多媒体课件讲授30分钟课后作业与思考题完成章节练习题板书设计1.容抗2.电容两端电压电流关系3.有功功率教学反思备注教案课程名称城市轨道交通电工电子技术所授班级Xxxx周课时x任课教师Xxx授课章、节及题目项目一电工基础知识的认知RL串联电路教学目的与教学要求知识目标：掌握电阻和电感串联电路的相关参数的计算。能力目标：会画电压三角形、阻抗三角形和功率三角形。情感目标：培养良好的安全作业意识，规范操作意识。培养爱国主义精神，立志为民族产业发展做贡献。教学重点与教学难点重点：电压三角形、阻抗三角形和功率三角形的绘制。难点：阻抗三角形的构成。授课形式课堂理论教学教学方法、手段讲解法、观察法、讲授法、演示法、分组讨论法教学过程（教学步骤、内容）时间分配（方法、手段）复习旧课与导入新课1.正弦交流电阻电路的特征2.正弦交流电感电路的特征3.正弦交流电容电路的特征新课内容单元12RL串联电路常见电感与电阻的串联电路为电动机和变压器。一、电压与电流的关系电流的参考方向如图所示根据KVL得分别做电阻电压和电感电压的向量图，根据平行四边形法则可知又因为则令Z为电路阻抗。单位欧姆。电阻和电感串联电路总电压与总电流的有效值之间满足欧姆定律形式总电压与总电流的相位差φ，既不是0，也不是90。。总电压超前电流一个角度φ，且90。>φ>0。,我们称这种电路为感性电路。二、电路中的功率1.有功功率电阻上消耗的功率为有功功率2．无功功率电路中电感交换的功率为无功功率3.视在功率电路中电压与电流的有效值的乘积，以S表示，单位为伏安（），表示交流电源提供的总能量，即电源的总容量。有功功率、无功功率和视在功率三者关系为：三者也满足直角三角形关系，称为功率三角形。4．功率因数反应功率的利用率组织教学2分钟引入新课5分钟多媒体课件讲授10分钟多媒体课件讲授20分钟多媒体课件讲授15分钟多媒体课件讲授5分钟课后作业与思考题完成章节练习题板书设计1.电压三角形2.阻抗三角形；3.功率三角形教学反思备注教案课程名称城市轨道交通电工电子技术所授班级Xxxx周课时x任课教师Xxx授课章、节及题目项目二电气控制知识的认知认知三相电路教学目的与教学要求知识目标：（1）熟悉三相电路电源和接线方式。（2）了解三相负载的连接和三相电路的功率能力目标：掌握三相电路的连接与使用，能根据实际情况选用连接方式情感目标：培养认真负责、敢于求知的精神。教学重点与教学难点重点：不同联结方式的对称三相电路。难点：三相对称负载的星形、三角形联结的特点授课形式课堂理论教学教学方法、手段讲解法、观察法、讲授法、演示法、分组讨论法教学过程（教学步骤、内容）时间分配（方法、手段）导入：通过典型案例导入一、三相电源为三相交流电路提供电能的装置是三相交流电源。1.对称三相电源三相交流电是通过三相交流发电机获得的。三相交流发电机与单相交流发电机的结构相似，由定子和转子组成。定子有3个结构相同的绕组，3个绕组在定子的位置彼此相隔120°。3个绕组的始端分别以U1、V1、W1来表示，末端分别以U2、V2、W2来表示。当转子匀速旋转时，3个绕组由于切割磁感线而3个不同相位的三相交流电。2.三相电源的相序三相电动势随时间按正弦规律变化，它们到达最大值（或零值）的先后次序，称为相序。3个电动势按顺时针方向的次序到达最大值（或零值)，即按U-V-W-U的顺序，称为正序或顺序；若按逆时针方向的次序达到最大值（或零值)，即按U-W-V-U的顺序，称为负序或逆序。二、三相电源的连接1.对称三相电源的连接三相电路中，电源（电压源或电流源）与负载均为三相，三相之间存在两种连接方式，分别为Y（星形）接法与Δ（三角形）接法，电源与负载的接法并不要求统一，两种接法之间可以相互等效变换。但是不同的接法，电路中的参数关系互不相同。2.对称三相电源Y形连接将三个电源绕组的末端接在一起，从三个始端U、V、W引出三根输电线，这种连接方式称为三相电源的Y形（星形）连接。从三个始端引出的三根输电线称为端线或相线（俗称火线）。连接末端的公共节点N称为中性点，从中性点引出的导线称为中性线（或零线）。由三根相线和一根中性线组成的输电方式称为三相四线制（通常在低压配电中采用）。无中性线的输电方式称为三相三线制（通常在高压输电中采用）。3.对称三相电源△形连接将三相发电机三个绕组依次首尾相连，接成一个闭合回路，从三个连接点引出三根导线（又称为端线），这种连接方式称为三相电源的三角形（△）连接。三、三相负载连接各相负载的大小和性质都相等的三相负载称为三相对称负载，如三相异步电动机、三相电炉等，否则，称为三相不对称负载，如三相照明电路中的负载。1.负载的星形连接负载星形联结时，负载的相电压就是电源的相电压，负载的线电压就是电源的线电压，所以星形联结的负载上线电压超前相电压30°，线电压有效值为相电压有效值的倍，即UL=UP负载的相电流就等于对应的线电流，即IL=IP。中性线电流等于各相相电流之和，即IN=IU+IV+IW2.负载△连接三相负载两两首尾相连，连接成三角形，将三角形连接的连接点分别接在三相电源的三根相线上，这种接法称为三相负载的三角形连接。当负载连接成三角形时，各相负载的相电压就等于电源的线电压，不论负载是否对称，其相电压总是对称的，即UUV=UVW=UWU=UP=UL四、三相电路的功率在单相交流电路中，有功功率P=UIcosφ，无功功率Q=UIsinφ，视在功率S=Ul=。组织教学2分钟引入新课3分钟多媒体课件讲授10分钟多媒体课件讲授20分钟多媒体课件讲授15分钟多媒体课件讲授5分钟课后作业与思考题酌情布置练习题可布置观看学习任务板书设计认知三相电路一、三相电源定义二、三相电源的连接三、三相负载连接四、三相电路的功率教学反思备注教案课程名称城市轨道交通电工电子技术所授班级Xxxx周课时x任课教师Xxx授课章、节及题目项目二电气控制知识的认知认识磁路、互感与变压器教学目的与教学要求知识目标：（1）熟悉磁路和互感的基本概念。（2）掌握变压器的原理。能力目标：理解变压器的原理，能合适地选用变压器。情感目标：具有对新知识、新技能的学习能力和创新能力。教学重点与教学难点重点：变压器的结构、基本原理及其应用。难点：变压器的基本原理。授课形式课堂理论教学教学方法、手段讲解法、观察法、讲授法、演示法、分组讨论法教学过程（教学步骤、内容）时间分配（方法、手段）导入：2023年3月31日下午，由中车长客股份公司自主研制的国内首套高温超导电动悬浮全要素试验系统完成首次悬浮运行。该系统适用于高速、超高速和低真空管道等运用场景，运用速度可达600公里/小时及以上。据中车长客消息，此次悬浮运行对超导磁体、直线同步牵引、感应供电及低温制冷等超导电动磁浮交通系统的关键核心技术进行了充分验证，为推动超导电动磁浮交通系统工程化应用奠定了基础。一、磁路的基本概念1.磁的基本概念（1）磁体与磁极：物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质称为磁性。具有磁性的物体称为磁体。（2）磁的相互作用：磁极之间存在相互作用力，同名磁极之间互相排斥，异名磁极之间相互吸引。（3）磁场与磁感线：磁极之间存在的相互作用力是通过磁场传递的。形象的描绘磁场的曲线，称为磁感线，也称之为磁力线。（4）电流的磁效应及安培定则：通电导体周围存在磁场，即电流具有磁效应。通电导体周围的磁场方向，即磁感线方向与电流的关系可以用安培定则来判断。安培定则也称为右手螺旋定则。2.磁路简介磁通集中经过的闭合路径称为磁路。（1）磁通：磁感线的疏密定性的表示了磁场在空间的分布情况。（2）磁感应强度：磁感应强度是定量地描述磁场中各点的强弱和方向的物理量。在磁场方向垂直的单位面积上的磁通，称为磁感应强度，也称为磁通密度，用字母B表示，磁感应强度单位是特斯拉，简称为特，用符号T表示。（3）磁导率：磁导率是用一个表示媒介质导磁性能的物理量，用字母μ表示，单位是亨利每米，用符号H/m表示。（4）磁场强度：磁场中某点的磁场强度等于该点的磁感应强度与媒介质的磁导率的比值。（5）主磁通和漏磁通：当线圈中通以电流后，大部分磁感线沿铁心、衔铁和工作气隙构成回路，这部分磁通称为主磁通；还有一部分磁通，没有经过气隙和衔铁，而是经过空气自成回路，这部分磁通称为漏磁通。（6）磁路欧姆定律：电源和绕组构成铁心线圈的电路部分，铁心构成线圈的磁路部分。二、互感互感现象是指二相邻线圈中，一个线圈的电流随时间变化时导致穿过另一线圈的磁通量发生变化，而在该线圈中出现感应电动势的现象。1.同名端互感线圈的同名端:互感线圈由于电流变化所产生的自感电动势极性与互感电动势的极性始终保持一致的端点称为同名端，反之称为异名端。在电路中，一般用“·”表示同名端。2.涡流把块状金属放在交变磁场中，金属块内将产生感应电流。这种电流在金属块内自成回路，像水的旋涡，因此称为涡电流，简称涡流。三、变压器基本原理。1.变压器的基本结构变压器的结构形式多种多样，但其基本结构都类似，均由铁心和绕组组成。铁心是变压器的磁路通道。为了减少铁心损耗，铁心采用硅钢片叠装而成。变压器的绕组构成其电路部分。铁心构成变压器的磁路部分。2.变压器工作原理变压器是利用互感原理工作的静止电气设备，由铁心和线圈组成。与交流电源相接的线圈，称为原线圈，又称初级线圈或一次线圈（一次侧），与用电设备（如电灯、电动机等）或电路元件（如电阻、电感等）相接的一个线圈叫副线圈，又称次级线圈或二次线圈（二次侧）。（1）变换交流电压。变压器原、副边线圈的电压比等于它们的匝数比。（2）变换交流电流。变压器工作时原、副线圈的电流与线圈的匝数成反比。（3）变换交流阻抗。变压器副边接上负载z2时，相当原边接上一个阻抗为n2z2的负载。3.变压器的种类4.变压器的功率和效率。5.常用变压器。组织教学2分钟引入新课5分钟多媒体课件讲授10分钟多媒体课件讲授20分钟多媒体课件讲授15分钟多媒体课件讲授5分钟课后作业与思考题完成章节练习题板书设计磁路、互感、变压器一、磁路二、互感三、变压器教学反思备注教案课程名称城市轨道交通电工电子技术所授班级Xxxx周课时x任课教师Xxx授课章、节及题目项目二电气控制知识的认知异步电动机教学目的与教学要求知识目标：（1）三相异步电动机的机械结构与转动原理。（2）了解三相异步电动机的运行和控制方法（3）三相异步电动机的选择与使用。能力目标：掌握三相异步电动机的原理与操作，能正确选择和使用三相异步电动机。情感目标：具有团队精神和组织协调能力。教学重点与教学难点重点：三相异步电动机的工作原理及其控制方法。难点：三相异步电动机的结构及其应用。授课形式课堂理论教学教学方法、手段讲解法、观察法、讲授法、演示法、分组讨论法教学过程（教学步骤、内容）时间分配（方法、手段）导入：通过相关视频导入一、三相异步电动机的基本结构三相异步电动机是一种将电能转变为机械能的交流电动机。三相异步电动机由两个基本部分组成，固定不动的部分叫定子（定子铁心、定子绕组、机壳和端盖），转动的部分叫转子（转子铁心、转子绕组和转轴）。异步电动机主要由定子和转子两大部分组成，两大部分之间由气隙隔开。1.定子。定子由定子铁心、定子绕组、机座等固定部分组成。定子铁心是电机磁路的一部分，由0.5mm厚的硅钢片叠压制成，在其内圆冲有均匀分布的槽。定子铁心槽内对称嵌放定子绕组。定子绕组是电动机的电路部分，通常由漆包线绕制而成。2.转子。转子由转子铁心、转子绕组和转轴3部分组成。转子铁心也是由0.5mm厚的硅钢片叠压制成，在硅钢片外圆冲有均匀分布的槽，用来嵌放转子绕组。二、三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的定子绕组通入三相交流电产生一个旋转磁场。旋转磁场的转速又称为同步转速。转子导体与旋转磁场作相对运动，产生感应电动势和感应电流。产生感应电流的转子导体在旋转磁场中形成电磁转矩。通常把同步转速n0与转子转速n之差对同步转速n0之比值，称为异步电动机的转差率。三、三相异步电动机的控制1.三相异步电动机的启动异步电机通电后从静止状态过渡到稳定运行状态的过程称为启动。常用的降压启动方法有Y-△降压启动和自耦补偿降压启动。（1）Y-△降压启动Y-△降压启动方法显然只适用于正常运行时定子绕组为△接法的异步电动机。（2）自耦补偿降压启动。自耦补偿降压启动是利用三相自耦变压器来降低加在定子绕组上的电压的。自耦补偿降压启动方法只适用于容量较大或正常运行时不能采用Y-△降压启动的鼠笼式三相异步电动机。（3）绕线式异步电动机的启动。绕线式异步电动机启动时，只要在转子电路中串入适当的启动电阻R，就可以达到减小启动电流、增大启动转矩的目的。启动过程中逐步切除启动电阻，启动完毕后将启动电阻全部短接，电动机正常运行。2.三相异步电动机的调速生产机械在工作过程中为了提高生产效率或满足生产工艺的要求，在负载不变的情况下，用人为的方法使电动机的转速从某一数值改变到另一数值的过程称为调速。三相异步电动机的调速方法有变极（p）调速、变频(f）调速和变转差率（s）调速3种。（1）变极调速，这种调速方法只适用于三相鼠笼式异步电动机，不适合绕线式异步电动机。（2）变频调速。改变电源频率可以改变旋转磁场的转速，同时也改变了转子的转速。（3）变转差率调速。这种方法只适用于绕线式异步电动机。在绕线式异步电动机的转子回路中串可调电阻，恒负载转矩下通过调节电阻的阻值大小，使转差率得到调整和改变。3.三相异步电动机的反转三相异步电动机的转动方向总是同旋转磁场的旋转方向相一致，而旋转磁场的方向取决于通人异步电动机定子绕组中的三相电流的相序。因此，若要电动机反转，只需把接到电动机定子绕组上的3根电源线中的任意2根对调一下位置，三相异步电动机即可改变旋转方向。4.三相异步电动机的制动采用一定的方法让高速运转的电动机迅速停转的措施称为制动。（1）能耗制动当电动机三相定子绕组与交流电源断开后，将直流电通入定子绕组，产生固定不动的磁场。转子由于惯性转动，与固定磁场相切割而在转子绕组中产生感应电流，这个感应的转子电流与固定磁场再相互作用，从而产生制动转矩。这种制动方法是把电动机轴上的旋转动能转变为电能，消耗在转子回路电阻上，故称为能耗制动。（2）反接制动把与电源相连接的3根火线任意2根的位置对调，使旋转磁场反向旋转，产生制动转矩。当转速接近零时，利用某种控制电器将电源自动切断。（3）再生发电制动在制动过程中，电动机将重物的势能转变为电能再反馈回送给电网，所以再生发电制动也常被称为反馈制动。四、三相异步电动机铭牌解读1.种类选择。2.功率选择。电动机功率的选择是由生产机械决定的。3.结构选择。4.转速的选择。组织教学2分钟引入新课5分钟多媒体课件讲授10分钟多媒体课件讲授20分钟多媒体课件讲授15分钟多媒体课件讲授5分钟课后作业与思考题完成章节练习题板书设计异步电机一、三相异步电动机的结构二、三相异步电动机的转动原理三、三相异步电动机的控制四、三相异步电动机的解读教学反思备注教案所授班级周课时课时安排2授课章、节及题目项目三安全用电的认知任务一认知安全用电基础知识知识目标能力目标情感目标知识目标：1、掌握电能的生产、输送和分配；2、掌握触电对人体的伤害和触电方式；3、掌握安全防护措施和安全用电工具。能力目标：1、掌握电能的产生和触电对人体的伤害；2、能识别安全防护措施和独立使用安全用电工具。情感目标：1、培养学生自主学习与合作学习相结合的学习方式；2、在学习过程中掌握用电安全的知识，培养安全意识。教学重点与教学难点教学重点：1、电能的输送环节；2、触电对人体伤害。教学难点：触电方式。授课形式讲授、多媒体辅助教学方法、手段讲授法、情景模拟法教学过程（教学步骤、内容）新课导入：通过多媒体展示三峡水电站，吸引学生注意力，同时引入本课程的内容电能的产生。教学内容：一、电能的生产、输送和分配1、电能的产生（1）火力发电厂（2）水力发电厂（3）核能发电厂2、电能的输送（1）变电（2）输电（3）配电二、触电基本常识1、触电对人体的伤害（1）电击（2）电灼伤（3）电烙印2、触电方式（1）单相触电（2）两相触电（3）跨步电压触电3、安全防护措施4、安全用电工具（1）电度表（2）刀开关（3）低压断路器（4）漏电保护装置课后作业板书设计教学反思参考资料教案所授班级周课时课时安排2授课章、节及题目项目三安全用电的认知任务二认知触电急救任务三安全用电案例分析知识目标能力目标情感目标知识目标：1、掌握低压触电事故脱离电源方法；2、掌握人工呼吸和胸外心脏按压法。能力目标：1、掌握低压触电事故脱离电源方法；2、能力利用人工呼吸法进行急救。情感目标：1、培养学生严肃认真的学习态度、严谨的学习作风。教学重点与教学难点教学重点：低压触电事故脱离电源方法；教学难点：掌握人工呼吸法。授课形式讲授、多媒体辅助教学方法、手段讲授法、情景模拟法教学过程（教学步骤、内容）新课导入：通过多媒体展示电击事故的危害，引起学生重视，并引入高低压触电事故脱离电源方法。教学内容：任务二认知触电急救1、低压触电事故脱离电源方法“拉、切、挑、拽、垫”2、高压触电事故脱离电源方法3、现场救治4、人工呼吸法5、胸外心脏按压法任务三安全用电案例分析1、安全用电案例课后作业板书设计教学反思参考资料教案课程名称城市轨道交通电工电子技术所授班级周课时4任课教师授课章、节及题目第四部分模拟电路任务一认知半导体器件

一、半导体基础知识二、PN结三、半导体二极管教学目的与教学要求1.知识目标了解半导体的概念、分类、特性，掌握半导体中的载流子类型及导电机制，熟悉常见的半导体材料。理解PN结的形成过程、空间电荷区的建立，掌握PN结的单向导电性、伏安特性曲线及击穿特性。明确半导体二极管的结构、类型，熟知二极管的工作原理、主要参数，掌握二极管在电路中的应用。2.能力目标能够运用所学知识分析半导体材料在不同条件下的导电情况，具备判断半导体器件性能优劣的初步能力。能够根据PN结的特性，分析简单电路中PN结的工作状态，具备计算PN结相关参数的能力。能够正确选用合适的二极管型号，并能设计简单的二极管应用电路，具备对电路进行故障诊断和维修的能力。3.素质目标培养严谨的科学态度和实事求是的精神，提高自主学习和持续学习的能力。提升逻辑思维能力和分析问题的能力，培养团队合作精神和沟通交流能力。具备良好的职业道德和职业素养，在电路设计和实践中注重安全和环保意识。4.情感目标培养对半导体领域的兴趣和好奇心，激发探索未知的热情。感受PN结在电子电子技术中的重要性，体会科学研究的严谨性和创造性。增强对半导体二极管应用的赞赏，培养创新意识和解决实际问题的成就感。教学重点与教学难点教学重点：杂质半导体的类型（N型和P型）；PN结的单向导电性及其原理；PN结的伏安特性曲线及其特征参数；二极管的结构、类型；二极管的正向特性和反向特性。教学难点：PN结的形成过程，包括载流子的扩散和漂移。二极管的主要参数（如最大整流电流、反向击穿电压等）及其在电路设计中的意义。PN结空间电荷区的形成及内电场的作用。授课形式课堂理论教学教学方法、手段启发法,互动式,多媒体辅助教学过程（教学步骤、内容）时间分配（方法、手段）一、半导体基础知识半导体材料除了在导电能力方面不同于导体和绝缘体外,还具有一些其他物质不具备的特点。①热敏性，当半导体材料受外界热刺激时，其导电能力将发生显著改变。②光敏性，当半导体材料受外界光照射时，其导电能力将发生显著改变。③掺杂性，在纯净半导体材料中掺入微量杂质，半导体的导电能力会有显著增加。利用半导体导电的这些特点，可以制成半导体热敏器件、光敏器件和半导体二极管、三极管、场效应管等器件。半导体可以分为本征半导体和杂质半导体两类。1.本征半导体本征半导体是指完全纯净的，具有晶体结构的半导体。它有自由电子和空穴两种载流子，但由于数量极少，导电能力很低。2.杂质半导体若在本征半导体中有选择地掺入少量其他元素，将会使其导电性能发生显著变化。这些掺入的元素统称为杂质。掺入杂质的半导体称为杂质半导体。根据掺入杂质的不同，杂质半导体分为两类：电子型（N型）半导体和空穴型（P型）半导体。二、PN结1.PN结的形成图4-5P型和N型半导体交界处载流子的扩散2.PN结的单向导电性如果在PN结两端加上不同极性的电压，PN结会呈现出不同的导电性能。PN结的单向导电性是指PN结外加正向电压（即正向偏置）时，PN结的电阻很小，呈导通状态；外加反向电压（即反向偏置）时，PN结的电阻很大，呈截止状态。新课导入5分钟通过图片与视频，引入课题，提高学生的学习兴趣。新课讲解35分钟通过实际的例子，加深学生对该内容的理解与熟悉。加强巩固，使学生牢记。教学过程（教学步骤、内容）时间分配（方法、手段）三、半导体二极管半导体二极管是半导体器件中最基本的一种器件，简称二极管，它是由一个PN结加上相应的电极引线及管壳封装而成的。由P区引出的电极称为阳极,N区引出的电极称为阴极。因为PN结的单向导电性，因此二极管也具有单向导电性。二极管导通时电流方向是由阳极通过管子内部流向阴极。1.二极管的基本结构二极管按结构分有点接触型、面接触型和平面型三大类。2.二极管的基本分类二极管按用途分有整流二极管、检波二极管、开关二极管、稳压二极管、发光二极管、变容二极管等。3.二极管的特性二极管的电流与电压的关系曲线I=f（U）称为二极管的伏安特性。其伏安特性曲线如图4-12所示。二极管的核心是一个PN结,具有单向导电性，其实际伏安特性与理论伏安特性略有区别。由图4-12可见二极管的伏安特性曲线是非线性的。可分为三部分:正向特性、反向特性和反向击穿特性。图4-12二极管的伏安特性曲线二极管的主要参数最大整流电流I（2）反向工作峰值电压U（3）反向峰值电流I（4）最高工作频率f课堂小结5分钟引导学生总结本节课所学内容。课后作业与思考题完成课后习题，巩固本章节知识内容。思考半导体的导电性能为什么会介于导体和绝缘体之间？请从其原子结构和能带结构的角度进行解释。板书设计一、半导体基础知识1、半导体的概念2、本征半导体3、杂质半导体N型半导体（施主杂质）P型半导体（受主杂质）二、PN结1、PN结的形成2、PN结的特性单向导电性伏安特性曲线三、半导体二极管1、二极管的结构2、二极管的特性正向特性反向特性3、二极管的主要参数最大整流电流反向击穿电压4、二极管的应用教学反思备注教案课程名称城市轨道交通电工电子技术所授班级周课时4任课教师授课章、节及题目第四部分模拟电路任务一认知半导体器件

四、半导体三极管五、场效应管教学目的与教学要求1.知识目标半导体三极管：理解三极管的结构、类型（NPN和PNP），掌握三极管的电流放大作用、输入和输出特性曲线，熟悉三极管的主要参数。场效应管：了解场效应管的分类（结型、绝缘栅型）和结构特点，掌握场效应管的工作原理、转移特性和输出特性，明晰场效应管的主要参数。2.能力目标半导体三极管：能够根据三极管的特性曲线分析其工作状态，能够正确选用三极管并设计简单的放大电路，具备对三极管电路进行调试和故障排查的能力。场效应管：能够对比场效应管和三极管的特性差异，根据需求合理选择场效应管型号，能够设计基本的场效应管应用电路，如开关电路等，并进行性能测试。3.素质目标半导体三极管：培养严谨的工程思维，提高解决实际问题的能力和创新意识，在团队合作中增强沟通与协作能力。场效应管：树立节能环保的理念，在电路设计中注重降低功耗，培养良好的职业道德和职业素养。4.情感目标体会三极管在电子技术发展中的重要地位，培养对电子电路设计的兴趣和热情。感受场效应管在现代集成电路中的广泛应用，激发对新技术的探索欲望。教学重点与教学难点教学重点：三极管的结构和电流放大原理。三极管的输入、输出特性曲线及其分区（截止区、放大区、饱和区）。场效应管的类型、结构和工作原理（包括结型和绝缘栅型）。场效应管的转移特性和输出特性曲线。教学难点：三极管的主要参数及其在电路设计中的应用。场效应管的主要参数及与三极管的性能比较。授课形式课堂理论教学教学方法、手段演示法,互动式,多媒体辅助教学过程（教学步骤、内容）时间分配（方法、手段）1.三极管的结构及符号三极管的结构示意图如图4-18所示。它有两种类型:NPN型和PNP型。中间部分称为基区，相连电极称为基极，用B或b表示（Base）;一侧称为发射区，相连电极称为发射极，用E或e表示（Emitter）;另一侧称为集电区和集电极，用C或c表示（Collector）。E-B间的PN结称为发射结（Je），C-B间的PN结称为集电结（Jc）。2.三极管的分类三极管的分类方法很多，除可分为NPN型和PNP型之外，还可进行以下分类。（1）按使用的半导体材料不同，三极管可分为硅管和锗管。（2）按工作频率不同，三极管可分为高频管和低频管。其中，高频管的工作频率不低于3MHz；低频管的工作频率低于3MHz。3.三极管的型号命名方法新课导入5分钟通过图片与视频，引入课题，提高学生的学习兴趣。新课讲解35分钟通过实际的例子，加深学生对该内容的理解与熟悉。加强巩固，使学生牢记。教学过程（教学步骤、内容）时间分配（方法、手段）三极管的电流分配与放大原理（1）三极管实现电流放大作用是由三极管的内部结构条件与外部条件共同决定的，其中内部结构条件包括以下几点。①发射区很小，但掺杂浓度高。②基区最薄且掺杂浓度最小（比发射区小2～3个数量级）。③集电结面积最大，且集电区的掺杂浓度小于发射区的掺杂浓度。外部条件是要保证外加电源的极性使发射结处于正向偏置状态，使集电结处于反向偏置状态。（2）电流分配关系三极管各极电流之间的关系如下所示：5.三极管的特性曲线（1）输入特性曲线输入特性曲线是指当集—射极电压UCE为常数时，输入电路（基极电路）中基极电流IB与基—射极电压UBE之间的关系曲线IB（2）输出特性曲线教学过程（教学步骤、内容）时间分配（方法、手段）场效应管1.场效应管的结构（1）N沟道增强型MOS管的结构N沟道增强型MOS管基本上是一种左右对称的结构，它是在P型硅半导体上生成一层SiO2薄膜绝缘层，然后用光刻工艺扩散两个高掺杂的N型区，从N型区引出漏极D和源极S两个电极。在漏极和源极之间的绝缘层上镀一层金属铝作为栅极G。P型半导体称为衬底，用符号B表示。如图4-26所示。图4-29N沟道、P沟道耗尽型MOS管的电路符号N沟道耗尽型MOS管的结构MOS管的工作原理MOS管的特性曲线课堂小结5分钟引导学生总结本节课所学内容。课后作业与思考题完成课后习题，巩固本章节知识内容。思考在实际应用中，如何根据具体需求选择使用三极管还是场效应管。板书设计一、半导体三极管1、结构NPN型、PNP型三个区：发射区、基区、集电区三个极：发射极（E）、基极（B）、集电极（C）2、电流放大原理发射结正偏，集电结反偏，载流子的运动，电流分配关系3、特性曲线输入特性、输出特性，截止区、放大区、饱和区4、主要参数二、场效应管1、分类增强型、耗尽型2、结构与工作原理教学反思备注教案课程名称城市轨道交通电工电子技术所授班级周课时4任课教师授课章、节及题目第四部分模拟电路任务二认知基本放大电路

一、基本放大电路概述二、共射极放大电路三、放大电路分析方法教学目的与教学要求1.知识目标理解放大电路的基本概念，包括放大的含义、放大电路的性能指标等。掌握不同类型基本放大电路的结构和工作原理。深入理解共射极放大电路的组成、工作原理及特点。掌握共射极放大电路的静态工作点设置和计算方法。熟悉并掌握放大电路的各种分析方法，如直流分析、交流分析等。理解不同分析方法的适用场景和优缺点。2.能力目标能够识别常见的基本放大电路类型。具备分析简单放大电路工作状态的能力。能够熟练绘制共射极放大电路的原理图。具备运用相关理论对共射极放大电路进行性能分析和计算的能力。能够根据具体电路选择合适的分析方法，并进行准确的计算和分析。运用所学分析方法对复杂放大电路进行故障诊断和性能优化。3.素质目标培养严谨的科学思维和逻辑推理能力，对待电路问题能够进行系统、准确的分析。提高解决实际电路问题时的创新和实践能力。培养细致、认真的工作态度，在电路设计和分析中注重细节。提高团队协作能力，在交流与合作中共同解决共射极放大电路相关问题。培养独立思考和自主学习的能力，不断提升自身的电路分析水平。增强解决实际问题时的应变能力和综合运用知识的能力。4.情感目标激发对电子电路领域的兴趣和热情，感受电子技术的魅力。培养在学习和研究过程中的耐心和毅力，面对复杂问题不轻易放弃。教学重点与教学难点教学重点：放大电路的基本概念和主要性能指标，如放大倍数、输入电阻、输出电阻等。常见基本放大电路的类型（共射、共集、共基）及其特点。共射极放大电路的组成结构和工作原理。静态工作点的设置和计算方法。掌握直流分析（静态分析）和交流分析（动态分析）的基本方法。教学难点：对放大电路性能指标的深入理解和计算。不同类型基本放大电路特点的比较和区分。理解静态工作点对电路性能的影响及如何稳定静态工作点。分析共射极放大电路的交流性能，如电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的计算。授课形式课堂理论教学教学方法、手段启发法,互动式,多媒体辅助教学过程（教学步骤、内容）时间分配（方法、手段）一基本放大电路概述1.放大电路的组成放大电路由三极管（或场效应管）、电阻、电容、电源等组成。基本放大电路一般是指由一个三极管组成的放大电路。放大电路的作用是将微弱变化的电信号（非电信号可通过传感器转变成电信号）放大成幅度足够大且与原信号变化规律一致的信号，以便人们测量和使用。放大电路虽然应用的场合及作用各不相同，但信号的放大过程是相同的，都可用下图来表示。2.放大电路的分类放大电路的分类方法很多，一般可按照以下几种方式分类。（1）按信号源的不同，放大电路可分为交流放大电路和直流放大电路。（2）按工作频率的不同，分为低频放大电路、中频放大电路和高频放大电路。（3）按元件集成程度的不同，放大电路可分为分立元件放大电路和集成放大电路。（4）按三极管连接方式的不同，分为共发射极、共基极和共集电极放大电路。（5）按放大电路级数的不同，放大电路可分为单级放大电路和多级放大电路。二、共发射极放大电路当三极管应用于电子电路时，通常将一对端点作为输入端，另一对端点作为输出端，于是便有一个端点是输入电路和输出电路的公共端。因此，三极管在组成放大电路时有3种连接方式，即放大电路的3种组态：共射极、共集电极和共基极放大电路，如下图所示。新课导入5分钟通过图片与视频，引入课题，提高学生的学习兴趣。新课讲解35分钟通过实际的例子，加深学生对该内容的理解与熟悉。加强巩固，使学生牢记。教学过程（教学步骤、内容）时间分配（方法、手段）三、放大电路分析方法放大电路的分析包括静态和动态两个方面。静态是指放大电路没有交流输入信号（Ui=0）时的直流工作状态。此时，放大电路中的电流和电压称为静态值。静态分析的目的是通过放大电路的静态值（IB，IC动态是指放大电路在有输入信号（Ui≠动态分析的目的是确定放大电路对信号的电压放大倍数Au，并分析放大电路的输入电阻ri和输出电阻本项目节主要介绍放大电路的静态分析方法。直流通路是指静态电流流经的通路。画直流通路时，电容视为开路；电感视为短路；信号源视为短路，但保留其内阻。如图4-38所示为图4-37所示电路的直流通路。静态分析是以直流通路进行分析。图4-38图4-37所示电路的直流通路要定量或定性确定静态工作点，常用的方法有近似估算法和图解分析法两种。1.静态工作点的近似估算法由图4-35所示直流通路可求得静态值IBQ教学过程（教学步骤、内容）时间分配（方法、手段）三极管工作于放大状态时，发射结正偏，此时UBE基本不变，硅管约为0.7V，锗管约为0.3V，所以，UBE一般比根据三极管的电流放大能力可得2.静态工作点的图解分析法利用三极管的输入、输出特性曲线，通过作图对放大电路的性能指标进行分析的方法称为图解分析法。在静态分析中，图解分析法主要用来确定静态工作点Q。在输入特性曲线上确定Q点。由直流通路求出静态电流IBQ，在输入特性曲线上找到与IBQ对应的点即为输入回路中的Q点，如图4-3图4-39图解分析法确定Q点3.静态工作点的稳定放大电路应有合适的静态工作点，以保证有较好的放大效果。但实际中，有很多因素，如电源电压的波动、电路参数的变化及温度的波动等都会影响静态工作点的稳定性。实践表明，温度的波动是其中最主要的因素。如果温度升高后偏流IBQ能自动减小以限制I课堂小结5分钟引导学生总结本节课所学内容。课后作业与思考题完成课后习题，巩固本章节知识内容。思考在实际生活中哪些设备运用了基本放大电路，其作用是什么？板书设计共发射极放大电路是最基本的放大电路，很多复杂的电路都由它组合或演变而成。共发射极放大电路如图所示，该电路中各器件的作用如下图所示。三极管VT放大电路的核心，是能量转换控制器件，起电流放大作用。集电极电源电压UCC除为输出信号提供能量外，还保证集电结处于反偏，以使三极管起到放大作用。U基极偏置电阻RB和电源UCC一起给基极提供一个合适的基极电流，并保证发射结处于正偏，使三极管工作在放大区。集电极负载电阻RC负载电阻RL教学反思备注教案课程名称城市轨道交通电工电子技术所授班级周课时4任课教师授课章、节及题目第四部分模拟电路任务二认知基本放大电路

四、共集电极和共基极放大电路五、放大电路的负反馈六、集成运算放大电路教学目的与教学要求1.知识目标熟悉共集电极和共基极放大电路的结构组成。掌握这两种放大电路的工作原理和特点。理解负反馈的概念和类型，如电压负反馈、电流负反馈等。掌握负反馈对放大电路性能的影响，如稳定性、增益等。了解集成运算放大电路的基本结构和工作原理。熟悉集成运放的主要性能指标和参数。2.能力目标能够对比分析共集电极、共基极与共射极放大电路的性能差异。运用所学知识设计简单的包含共集电极或共基极的放大电路。能够判断放大电路中存在的负反馈类型。学会根据需求为放大电路引入合适的负反馈。能够运用集成运算放大电路实现基本的运算功能，如加法、减法等。具备对集成运放电路进行简单故障诊断和调试的能力。3.素质目标培养对电路知识的系统性思维，能从整体上把握不同类型放大电路的特点和应用。提升在电子电路设计中的创新意识和实践能力。培养辩证思维，理解负反馈在电路中的平衡和优化作用。提高解决复杂电路问题时的分析和综合能力。培养集成化和模块化的电路设计思维。增强在现代电子技术领域的适应能力和创新能力。4.情感目标体会不同类型放大电路的独特之处，增强对电子电路的探索兴趣。在学习过程中培养严谨、认真的科学态度。体验集成运放带来的高效和便捷，激发对先进电子技术的追求。教学重点与教学难点教学重点：共集电极和共基极放大电路的结构与组成元件的作用。这两种电路的工作原理、特点及性能参数。负反馈的基本概念和类型的判断方法。集成运算放大电路的基本组成结构和工作原理。集成运放的主要性能指标及其含义。教学难点：共集电极和共基极放大电路性能参数的计算与分析。共集电极、共基极与共射极放大电路性能的比较与区分。负反馈对放大电路性能（如增益稳定性、带宽、非线性失真等）的影响。运用集成运放实现各种运算功能的电路设计与分析。授课形式课堂理论教学教学方法、手段互动式,多媒体辅助,案例分析教学过程（教学步骤、内容）时间分配（方法、手段）四、共集电极和共基极放大电路1.共集电极放大电路共集电极放大电路的原理图如图4-40所示。在此电路中，交流信号从基极输入，从发射极输出，因此该电路又称为射极输出器。图4-40共集电极放大电路图4-41共集电极放大电路直流通路和微变等效电路共集电极放大电路的输出电阻很小，其带负载的能力比较强。共集电极放大电路的输入电阻很大，输出电阻很小。实际应用中，常常用作缓冲级，以减小放大电路前后级之间的相互影响。共基极放大电路其输入电阻很小，输出电阻很大。共基极放大电路的频率特性比较好，一般多用于高频放大电路。新课导入5分钟通过图片与视频，引入课题，提高学生的学习兴趣。新课讲解35分钟通过实际的例子，加深学生对该内容的理解与熟悉。加强巩固，使学生牢记。教学过程（教学步骤、内容）时间分配（方法、手段）五、放大电路的负反馈1.反馈的概念（1）什么是反馈在电子系统中，把放大电路输出量（电压或电流）的部分或全部，经过一定的电路或元件返送回到放大电路的输入端，从而牵制输出量，这种措施称为反馈。有反馈的放大电路称为反馈放大电路。（2）反馈电路的一般框图任意一个反馈放大电路都可以表示为一个基本放大电路和反馈网络组成的闭环系统，其构成如下图所示。（3）反馈元件在反馈电路中既与基本放大电路输入回路相连又与输出回路相连的元件，以及与反馈支路相连且对反馈信号的大小产生影响的元件，均称为反馈元件。2.反馈放大电路的一般表达式3.反馈的分类（1）正反馈和负反馈（2）交流反馈和直流反馈（3）电压反馈和电流反馈（4）串联反馈和并联反馈4.负反馈对放大电路性能的影响从反馈放大电路的一般表达式可知，电路中引入负反馈后其增益下降，但放大电路的其他性能会得到改善，如提高放大倍数的稳定性、减小非线性失真、抑制干扰噪声、扩展通频带等。5.放大电路引入负反馈的一般原则电路中引入负反馈可以使放大电路的性能得到多方面改善。实际应用中也可以根据放大电路性能参数的要求合理地引入负反馈。教学过程（教学步骤、内容）时间分配（方法、手段）六、集成运算放大电路1.集成运放概述将彼此独立的各种分立元件连接起来的电子电路称为分立电路，如前面所介绍的共发射极放大电路。与分立电路相对的是集成电路，集成电路采用半导体工艺，将各元件及电路的连线都集中制作在一块半导体芯片上，组成一个不可分割的整体。按其功能的不同，集成电路可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。2.集成运放的符号及电路结构（1）集成运放的符号集成运放的电路符号如图4-48所示，有三角形（国际标准）和方框形（国家标准）两种。图中“-”表示同相输入端，“+”表示反相输入端，输出端电压与反相输入端电压反相，与同相输入端电压同相。图4-48集成运放的电路符号（2）集成运放的电路结构集成运放的电路结构主要由四部分组成，即输入级、中间级、输出级和电源电路，如图4-49所示。图4-49集成运放的电路结构框图集成运放的主要性能指标4.几种常用的集成运算放大电路由集成运放构成的电路如引入不同的反馈网络，可实现比例、加法、减法、积分、微分、对数及指数等运算。课堂小结5分钟引导学生总结本节课所学内容。课后作业与思考题完成课后习题，巩固本章节知识内容。思考如何根据具体需求选择使用共集电极、共基极或共射极放大电路？板书设计共集电极放大电路的原理图如图4-40所示。在此电路中，交流信号从基极输入，从发射极输出，因此该电路又称为射极输出器。图4-40共集电极放大电路图4-41共集电极放大电路直流通路和微变等效电路教学反思备注教案课程名称城市轨道交通电工电子技术所授班级周课时4任课教师授课章、节及题目第四部分模拟电路任务二认知基本放大电路

七、功率放大电路八、多级放大电路教学目的与教学要求1.知识目标理解功率放大电路的特点和主要性能指标，如输出功率、效率等。掌握不同类型功率放大电路（甲类、乙类、甲乙类）的工作原理。了解多级放大电路的组成结构和级间耦合方式。掌握多级放大电路的性能指标计算方法。2.能力目标能够分析和计算功率放大电路的性能参数。具备根据实际需求设计简单功率放大电路的能力。能够分析多级放大电路的工作特性和频率响应。学会优化多级放大电路的性能。3.素质目标培养节能意识，在电路设计中考虑效率优化。提高解决实际工程问题中关于功率放大的能力。培养系统思维，从整体上理解和设计多级放大电路。4.情感目标感受功率放大电路在音频等领域的重要应用，激发学习兴趣。体验成功设计和优化多级放大电路带来的成就感。培养在电路设计中的创新和探索精神。教学重点与教学难点教学重点：不同类型功率放大电路（甲类、乙类、甲乙类）的工作原理和特点。功率放大电路的性能指标，如最大输出功率、效率等的计算和分析。多级放大电路的级间耦合方式及其特点。多级放大电路的性能指标（如电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等）的计算。教学难点：理解乙类和甲乙类功率放大电路中交越失真的产生原因及解决方法。功率放大电路中输出功率和效率的优化设计。分析多级放大电路的频率响应，理解各级之间的相互影响。解决多级放大电路中因级间耦合带来的问题，如零点漂移等。授课形式课堂理论教学教学方法、手段互动式,多媒体辅助,案例分析教学过程（教学步骤、内容）时间分配（方法、手段）七、功率放大电路放大电路一般由输入级、中间级和输出级等部分组成，输出级要带一定的负载，负载的形式又是多种多样，如扬声器、电动机、显像管的偏转线圈、记录仪等，要使这些负载动作，就要求输出级向负载提供足够大的信号功率，即要求输出级向负载提供足够大的输出电压和输出电流，这种放大器称为功率放大电路。1.功率放大器概述（1）功率放大电路应满足的要求①应有足够大的输出功率。为了获得较大的输出功率，往往要求三极管工作在极限状态，但使用时，要考虑到三极管的极限参数PCM、ICM和②效率要尽可能地高。由于输出功率大，造成直流电源消耗的功率也大，这中间便存在一个效率问题。效率就是负载所得到的有用功率和电源供给的直流功率的比值。③非线性失真要小。功率放大电路工作在大电压信号下，三极管的工作范围变大,不可避免地产生非线性失真。并且三极管的失真程度与功率有关，功率越大，失真越严重。在测量系统和电声设备上要求非线性失真尽量小，最好不发生失真。而对于工业控制系统等方面，则以输出大功率为目的，对非线性失真要求不高。④三极管要采取散热等保护措施。为了获得大功率，三极管承受的电压较高、电流较大，导致其温度较高，损坏的可能性比较大，因此需要采取相应的保护措施。2.功率放大电路的分类功率放大电路按电路中功率晶体管在一个周期内导通时间的不同，可分为甲类功放、乙类功放和甲乙类功放三种类型，如图4-59所示。图4-59功率放大电路的工作状态新课导入5分钟通过图片与视频，引入课题，提高学生的学习兴趣。新课讲解35分钟通过实际的例子，加深学生对该内容的理解与熟悉。加强巩固，使学生牢记。教学过程（教学步骤、内容）时间分配（方法、手段）八、多级放大电路实际应用中，放大电路的输入信号通常很微弱（毫伏或微伏数量级），为了使放大后的信号能够驱动负载，仅仅通过单级放大电路进行信号放大很难达到实际要求，常常需要采用多级放大电路。采用多级放大电路可有效地提高放大电路的各种性能，如提高电路的电压增益、电流增益、输入电阻、带负载能力等。1.多级放大电路的组成多级放大电路是由两个或两个以上的单级放大电路所组成的电路。图4-60所示为多级放大电路的组成框图。在多级放大电路中，与信号源相连接的第一级放大电路称为输入级，与负载相连接的末级放大电路称为输出级，输出级与输入级之间的放大电路称为中间级。图4-60多级放大电路的组成框图输入级主要完成与信号源的衔接并对信号进行放大。一般采用输入阻抗较高的放大电路,以便从信号源获得较大的电压输入信号并对信号进行放大。中间级用于将微弱的输入电压信号放大到足够的幅度，即进行电压放大。一般要用几级放大电路才能完成信号的放大。输出级用于对信号进行功率放大，以满足输出负载所需要的功率，并实现和负载的匹配。在多级放大电路中，各级放大电路输入和输出之间的连接方式称为耦合方式。常见的连接方式有3种:阻容耦合、直接耦合和变压器耦合。多级放大电路级间耦合的条件是把前级的输出信号尽可能多地传给后级，同时保证前后级放大管均处于放大状态，能够实现不失真的放大。2.多级放大电路的耦合方式（1）直接耦合（2）阻容耦合（3）变压器耦合课堂小结5分钟引导学生总结本节课所学内容。课后作业与思考题完成课后习题，巩固本章节知识内容。思考在多级放大电路中，如何解决级间的相互干扰问题？板书设计功率放大电路按电路中功率晶体管在一个周期内导通时间的不同，可分为甲类功放、乙类功放和甲乙类功放三种类型，如下图所示。功率放大电路的工作状态在信号整个周期中管子均导通的称为甲类功放，仅在信号的半个周期导通的称为乙类功放，导通时间大于半个周期的称为甲乙类功放。甲类功率放大电路不论有无信号，始终有较大的静态工作电流，要消耗一定的电源功率，能量转换效率较低，但失真较小；乙类功率放大电路基本上无静态电流，转换效率高，但由于工作在截止区，会造成交越失真；甲乙类功率放大电路改善了乙类功率放大电路的交越失真问题，转换效率高，目前使用较广泛，特别是它便于集成化，在集成功率放大电路中也得到广泛应用。教学反思备注教案课程名称城市轨道交通电工电子技术所授班级周课时4任课教师授课章、节及题目第四部分模拟电路任务三认知直流稳压电源教学目的与教学要求1.知识目标了解直流稳压电源的组成结构和工作原理。熟悉常见的直流稳压电源类型，如线性稳压电源和开关稳压电源。掌握直流稳压电源的主要性能指标，如输出电压精度、纹波系数、负载调整率等。学习直流稳压电源中各组成部分（如变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路）的作用和工作原理。2.能力目标能够识别不同类型的直流稳压电源，并根据需求选择合适的型号。具备使用测试仪器（如示波器、万用表等）测量直流稳压电源性能指标的能力。能够对简单的直流稳压电源故障进行分析和排查。能够设计和搭建基本的直流稳压电源电路。3.素质目标树立严谨的科学态度和实事求是的精神，注重数据的准确性和可靠性。提高安全意识，规范操作实验设备，养成良好的实验习惯。培养创新思维和解决实际问题的能力，培养团队协作精神和沟通交流能力。4.情感目标培养对电子电路的兴趣和探索精神，激发学习的主动性。体会直流稳压电源在电子设备中的重要性，增强对电子技术应用的认知和欣赏。在实践操作中培养耐心和细心，感受成功解决问题带来的成就感。教学重点与教学难点教学重点：直流稳压电源的组成结构和工作原理，包括变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路各部分的作用及连接方式。教学难点：对整流电路、滤波电路和稳压电路中电子元件（如二极管、电容、稳压器件等）工作原理的深入理解，特别是其在电路中的电流、电压变化过程。分析和理解开关稳压电源中复杂的控制电路和工作模式转换原理。授课形式课堂理论教学教学方法、手段讲解法,分组讨论法,多媒体辅助,案例分析教学过程（教学步骤、内容）时间分配（方法、手段）一、直流稳压电源的组成各种放大器、电子设备以及自动控制装置，都需要稳定的直流电源供电。直流电源可以由直流发电机和各种电池提供，但比较经济实用的办法是用具有单向导电性的电子器件将使用广泛的工频正弦交流电转换成直流电。直流稳压电源可将交流电转换成直流电，当电网或负载变化时维持输出直流电压基本不变。直流稳压电源通常由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成，如图4-71所示。图4-71直流稳压电源原理方框图变压器将正弦工频交流电源电压变换为符合用电设备所需要的正弦工频交流电压。整流电路利用具有单向导电性能的整流元件，将正负交替变化的正弦交流电压变换成单方向的脉动直流电压。滤波电路尽可能地将单向脉动直流电压中的脉动部分（交流分量）减小，使输出电压成为比较平滑的直流电压。稳压电路采用某些措施，使输出的直流电压在电源发生波动或负载变化时保持稳定。引起直流稳压电源输出不稳定的主要原因：①交流电网输入电压不稳定。②负载电流变化。③稳压电源本身的元器件变化。新课导入5分钟通过图片与视频，引入课题，提高学生的学习兴趣。新课讲解35分钟通过实际的例子，加深学生对该内容的理解与熟悉。加强巩固，使学生牢记。教学过程（教学步骤、内容）时间分配（方法、手段）二、整流电路整流电路是利用半导体器件