第五章 含有运算放大器的电阻电路-讲稿

第一篇：第五章 含有运算放大器的电阻电路-讲稿

第五章 含有运算放大器的电阻电路

运算放大器是一种广泛应用的多端元件。一般放大器的作用是把输入信号放大一定的倍数后再输出出去。输出电压与输入电压的比称为电压放大倍数或电压增益。运算放大器是一种增益很高的放大器，通常可达到几万—几百万，而且运算放大器可同时放大直流和一定频率的交流信号，并能完成微分、积分、加法等运算，故称为运放。实际上，运放的应用早已超出了这个范围。

第一节

运算放大器的电路模型

一、运放的电路模型：

不同类型的运算放大器内部结构不同，我们暂不介绍。只注意它的外部接线端及其功能。如图5-1-1。

两个输入端，a为反向输入端，b为正向输入

端。一个输出端，输出电压为u0。E+、E为保证运放内部的晶体管正常工作的偏置电压。实际上在分析运放的工作时，不考虑电源，因此一般不再画出。如图5-1-2。

运放的输入信号可以加在正向输入端和地之间，可以加在反向输入端和地之间，也可以在两个输入端同时加入信号，形成差动输入，分别如图5-1-3（a）、（b）、（c）。

（a）中：输出电压的开环放大倍数。

（b）中：输出电压u0=-Auin（c）中：输出电压u0=A（u

+

u0=Auin 其中A为运放

-u-）= Aud 运放是一种单向元件，只有在输入端加入信号时，输出电压才有放大作用，如果反之，就不能实现放大作用。图中的的三角形符号就表示这种单方向。

二、输入—输出特性曲线：

输出电压与输入电压之间的关系可用图5-1-4来描述。

特性曲线表明：当输入电压的绝对值从零增加时，u0—ud为线性关系，其斜率取决于A的值，由于A很大，因此曲线很陡，当输入电压较大时，输出电压趋于饱和，Usat不再变化，此饱和值略低于直流偏置电压，此曲线称为运放的外特性曲线。外特性一般与输出电流大小无关。理想运放可以用受控源来描述。如图5-1-5。

其Rin为运放的输入电阻，R0为输出电阻。

Rin一般很大，约几十千欧—几兆欧。R0一般很小，为几十欧—上百欧姆。例如常用的741运放，其输入电阻2兆欧，输出电阻75欧，开环放大倍数A为20万倍。

在理想的情况下，可认为Rin近似无穷大，即输入端相当于开路—称为虚断路，故输入电流为零；输出电阻R0近似为零，开环放大倍数A近似无穷大，而输出电压u0为有限值，因此输入电压ud=u+-u-近似为零。即输入端象接地一样，称为虚短路。因此，理想运放工作在近似零输入电压、零输入电流的工作状态。

实际上，运放的工作情况是很复杂的，如A随频率的增高而下降等。为分析问题方便，本章在分析电路时，均视为理想运放，而不涉及非线性区的工作情况。

第二节

具有运算放大器的比例电路

具有运放的比例电路如图5-2-1。

输出电压通过电阻Rf反馈到输入端，由于Rf的存在，电路的输入电压

uin与运放的反向输入电

压不同，为了分析工作原理，画出受控源等效电路，如图5-2-2。

应用结点电压法求输入、输出电压之间的关系。

uin1111'()uu0RRfRSSRfRin整理'1u'(11)uAu0RRRR0f0fuin1111'()uu0RRfRSSRfRin消去中间变量A111（）u'()u00R0RfR0Rfu0RR1ffRRRuinRSRS（10）（1ff)RfRSRin1RA0Rf适当选取Rs、Rf之值，则u0u1n(Rf)

由此可见，输出电压、输入电压之比取决Rs于Rf和Rs 之比。

本题也可以把运放作为理想运放来处理，可以得到相同的结果。由图5-2-1，根据虚断路、虚短路，可得：

u0uuinu'u'u0uR由于u'0 所以 in即 0f。RSRfRSRfuinRS可见，后一种方法简单。

第三节 具有理想运算放大器电路的分析

一、加法器，电路如图5-3-1。

二、积分电路，如图5-3-2。

根据理想运放的输入电流等于零，则i1i2即u1dudc2c(u0)RSdtdt输出电压u01RSC

2(0)u()du01t设u2(0)=0 则输出电压与输入电压为积分关系，选择不同的RS和C，可获得不同幅度的输出电压。

三、负阻抗变换器电路，如图5-3-3。

四、复杂运放电路的分析，如图5-3-4

本章必做作业：5-1，5-2，5-3，5-4，5-6。

第二篇：纯电阻电路教案1

学时: 2学时 教学目的：1.使学生了解纯电阻电路电流与电压的相位之间的关系，能够正确理解交流电路欧姆定律的使用方法；

2.熟练掌握纯电阻电路电流与电压瞬时值、有效值、最大值的欧姆定律公式以及有功功率公式。

重点：纯电阻电路的电压、电流有效值符合欧姆定律； 难点：瞬时功率和有功功率。

教学方法：直观教学、讲授、启发、互动。

组织教学：检查学生出勤情况，集中学生注意力。

复习旧课：直流电路中，一段无源支路的欧姆定律和功率各是多少？

I U P UI I2R U2R(叫3名同学说出三个正弦量的相量表示形式。先叫一名学生在黑板上画出一段无源支路，叫两名同学回答问题。)导入新课：直流电路中的欧姆定律形式在交流电路中仍然适用。我们在专业技能课元器件的焊接中曾用过电烙铁，当把电烙铁接上220V的交流电源并经过一段时间后，电烙铁就会发热，为什么能发热呢？因为电烙铁内部是一个电阻丝，相当于在电阻丝的两端接上交流电源。这种在交流电路中只有线性电阻的电路就是纯电阻电路。（导入新课时，教师把电烙铁拿出，启发发问，最后将准备好的挂图挂于黑板上，引入新课。）讲授新课：

§ 5—3 纯电阻电路

一、电流与电压相位关系

设加在电阻两端的正弦电压为： uR URmsin t 实验证明：对线性电阻来说，交流电流与电压的瞬时值仍符合欧姆定律，则有： i uR 上式表明，在正弦电压的作用下，电阻中通过的电流也是一个同频率的正弦 URms tsin Imsin t 1 交流电流，且与加在电阻两端的电压同相位。

（通过挂图讲解交流电压与电流的方向是随时间而变化的，引出电阻上电流与电压的相位关系，电流i与电压u是同频率、同相位的正弦量，两者的相位差 u i 0，说明 电流i与电压u是同相位。边讲解边启发诱导学生说出交流电压与电流的相位关系，并提问 两名同学。教师归纳总结引出波形图和相量图，并且强调相量图中电压与电流的初相为零。讲解过程中教师要密切注意学生们的反映，启发学生用学过的直流电路欧姆定律形式写出瞬 时值欧姆定律公式。）

i uR uR u 图1 O I uR 图2-(b)相量图

由图2—（a）可进一步引出纯电阻电路电压、电流相位是相同的。

二、电流与电压的数量关系

由上式可知，通过电阻的最大电流 Im UR 若把上式两边同除以2，则得 I R R 这说明，在纯电阻电路中，电流与电压的瞬时值、最大值、有效值都符合欧 2 U 姆定律。

三、功率 在任一瞬间，电阻中电流瞬时值与同一瞬间的电阻两端电压的瞬时值的乘积，称为电阻获取的瞬时功率，用PR表示，即 U22 PR uRi sin t 瞬时功率的曲线如图3-b所示。由于电流和电压同相，所以P在任一瞬间的数值都大于或等于零，这就说明电阻总是要消耗功率，因此，电阻是一种耗能元件。由于瞬时功率时刻变动，不便计算，通常用电阻在交流电一个周期内消耗的功率的平均值来表示功率的大小，叫做平均功率。平均功率又称有功功率，用P表示，单位仍是W。电压、电流用有效值表示时，平均功率P的计算与直流电路相同，即 P UI I2R 2图3-b功率曲线图 VW，其两端所加电压为

例题1：已知某白炽灯的额定参数为220 3 u 2sin(314t)V。试求： 1.交流电的频率； 2.白炽灯的工作电阻； 3.白炽灯的有功功率。解：

1.交流电的频率为 3.14 50HZ f 2.白炽灯的工作电阻为 R U2P 2202 484 3.白炽灯的有功功率为 P U2R 2202 100W 课堂练习

1.在纯电阻交流电路中，下列各式哪些是错误的？（1），（3），（7）（1）i UR（2）I UR（3）i UmR（4）i uR（5）I UmR（6）P UI（7）P UmIm 2.已知一个电阻上的电压u 2sin(314t)V，测得电阻上消耗的功率为20W，则这个电阻的阻值为（A）。A.5 B.5 C.5 3．已知两个交流电流的瞬时值表达式为i1 4sin(628t 4)A，i2 5sin(628t)A，当i1和i2分别通过R 2 的电阻时，消耗的功率分别是（B）。A.16W,20W B.16W,25W C.8W,25W 4.在纯电阻电路中，已知电阻为44，交流电压u 311sin(314t 300)V，求通过电阻的电流是多大？写出电流的解析式。解：电压的有效值为 U 2 220V 电流的有效值为 I UR 44 5A Im 2I 2 5 2A 因为在纯电阻电路中，电流与电压同频率、同相位； 4 314rads，0 i 30 所以电流的解析式为： i 52sin(314t 300)A

四、小结

1.电压、电流有 效值之间的关系

2.达标练习给出激励性题目，引发学生思考

五、布置作业

习题册 P62

一、1、2、3；

二、1、2；

三、1、2、3； 要求学生认真听讲 要求学生思考推理过程 要求学生参与推理

第三篇：说课-纯电阻电路

《纯电阻电路》说课教案

各位评委老师你们好！

今天我说课的内容是周绍敏主编的《电工基础》第八章第1节，这本教材是国家规划教材，《电工基础》是一门电子类专业的重要基础课程。下面我将从九个方面对本节课的设计进行说明：

一、说教材地位

本节教学内容是本章也是全书的一个重点,电阻元件是电子元件中的基础元件，在第1章第3节我们已经学习过电阻，对于处于直流电路中电阻进行了详细的研究，本节课是来分析处于交流电路中的电阻，既是对电阻学习的延续和拓展,又是学习纯电感、纯电容等正弦交流电路的基础,起着承上启下的作用。

二、说学生情况的分析

从知识角度：

1、具有电阻的一些知识；

2、具有交流电表示法的知识。从能力角度：具有一定的观察、分析、比较、概括能力。

三、说教学目标

根据教材的要求，针对职高学生的心理特点和认知水平，确定教学目标如下:

1、知识目标

（1）知道纯电阻电路的定义。（2）掌握纯电阻电路的特点。

2、能力目标

通过实验、归纳、概括出纯电阻电路中电流和电压同相，培养学生的观察、操作、猜想、探究、概括能力。

3、情感目标

通过本节课的学习，激发学生的求知欲望，培养他们严谨的科学态度。

四、说教学重点难点

1、教学重点：纯电阻电路中电压与电流的关系。教学难点：纯电阻电路中电压与电流同相。

2、重难点的处理和突破

通过任务驱动使学生理解掌握重点知识。通过实验突破难点。

五、说教学方法

实验教学过程是一个培养学生动手、动眼、动脑的过程，通过实验教学，可以培养学生的好奇心、兴趣爱好，激发他们的求知欲，使学生对学习产生兴趣和需要，更重要的是培养学生的实验操作技能，以及观察问题、分析问题和解决问题的能力，从而能够较全面地提高学生的基本素质。

六、说教学手段

多媒体教学：可以节省时间,提高课堂利用率。

七、学法指导

让学生在做、看、想、议、练、的学习过程中自主的参与到知识的形成和掌握的全过程，使学生不仅将本节课的知识纳入到自己的知识结构中，同时也提高了学生的动手能力和协作能力。

八、说教学过程

（一）引入（3分钟）

1、复习电路；

2、引入：交流电路中，白炽灯与电动机所在电路一样吗？ 引入纯电阻电路。提问学生,教师指正总结,并用多媒体显示内容

（二）确定任务（2分钟）

任务1：纯电阻电路的定义是什么？

任务2：纯电阻电路中电流与电压的大小关系是什么？ 任务3：纯电阻电路中电流与电压的相位关系是什么？

（三）任务实施（30分钟）

任务1：纯电阻电路的定义是什么？

1、教师讲授定义：交流电路中若只有电阻，这种电路叫纯电阻电路。

2、举例请学生辨别电路是不是纯电阻电路？（白织灯、电炉、电烙铁、电扇、电动机等）任务2：纯电阻电路中电流与电压的大小关系是什么？

1、教师讲授电流的瞬时值的解析式 uUsinti ==mImsin t

RR2、推导纯电阻电路中欧姆定律的表达式。

Um RIUUI = mm=

22RRIm

3、实验验证纯电阻电路中欧姆定律。

任务3：纯电阻电路中电流与电压的相位关系是什么？

1、实验验证纯电阻电路中电流与电压的相位关系 在纯电阻电路中，电压、电流同相。

2、相量图和波形图表示纯电阻电路中电流与电压的相位关系

（四）练习（3分钟）

已知交流电压u=2202sin(314t45)V，它的有效是

,频率是

，初相是

。若电路接上一电阻负载R220,电路上电流的有效值是

，电流的解析式是。

（五）小结与作业（2分钟）

小结：提纲挈领，既理清了本节课的基本内容，又突出了重点内容，促使学生掌握本节课所学知识。

作业：采用分层教学的方法。安排选作题。

九、说板书设计

第一节 纯电阻电路

任务1：纯电阻电路的定义

只有电阻的交流电路。

任务2：纯电阻电路中电流与电压的大小关系

I = U R任务3：纯电阻电路中电流与电压的相位关系

在纯电阻电路中，电压、电流同相。

设计依据：采用此板书，清晰在再现了本节课学习的主要内容，以及学习本节课的关键所在，突出了教学重点，增强了学生的记忆力。

第四篇：2018年中考物理辅导资料：电阻及电路

2018年中考物理辅导资料：电阻及电路

科学安排、合理利用，在这有限的时间内中等以上的学生成绩就会有明显的提高，为了复习工作能够科学有效，为了做好中考复习工作全面迎接中考，下文为各位考生准备了2016年中考物理辅导资料。

1、容易导电的物体叫导体，如铅笔芯、金属、人体、大地等;不容易导电的物体叫绝缘体，如橡胶、塑料、陶瓷等。导电能力介于两者之间的叫半导体，如硅金属等。

2、导体对电流的阻碍作用叫电阻，用R表示，国际制单位的主单位是欧姆，简称欧，符号是。常用单位有千欧(K)和兆欧(M)，1M=103K=106。电阻在电路图中的符号为。

3、影响电阻大小的因素有：材料;长度;横截面积;温度。电阻是导体本身的一种特性，它不会随着电压、电流的变化而变化。

探究串联电路中电压的规律

1、实验步骤：A、提出问题;B、猜想或假设;C、设计实验;D、进行实验;D、分析论证、E、评价交流(D和E可以合为得出结论)

2、在串联电路中，总电压等于各部分电压之和。并联电路中，各支路两端的电压相等(各支路两端的电压与电源电压相等)。

4、某些导体在温度下降到某一温度时，就会出现其电阻为0的情况，这就是超导现象，这时这种导体就叫超导体。

5、阻值可以改变的电阻叫做变阻器。常用的有滑动变阻器和变阻箱。

6、滑动变阻器的工作原理是：通过改变连入电路中的电阻丝的长度来改变连入电路中的电阻。作用：通过改变连入电路中的电阻丝的长度来改变连入电路中的电阻，从而改变电路中电流，进而改变部分电路两端的电压，还起保护电路的作用。正确接法是：一上一下的接。它在电路图中的符号是它应该与被控电路串联。

提供的2016年中考物理辅导资料，是我们精心为大家准备的，希望大家能够合理的使用!

第五篇：直流电阻电路分析教案

第二章 直流电阻电路的分析

“ 等效 ” 是电路理论中一个非常重要的概念。所谓两个结构和元件参数完全不同的电路 “ 等效 ”，是指它们对外电路的作用效果完全相同，即它们对外端钮上的电压和电流的关系完全相同。因此将电路中的某一部分用另一种电路结构与元件参数代替后，不会影响原电路中留下来末作变换的任何一条支路中的电压和电流。据此便可推出各种电路的等效变换关系，从而极大地方便了电路。1 ．电阻串并联等效变换（1）电阻的串联：

• 通过各电阻的电流相同，同为 I。• 总电压等于各电阻分电压之 和。即 • 几个电阻串联的电路，可以用一个等

效电阻 R 替代。

• 分压公式：

• 功率分配：各个电阻上消耗的功率之各等于等效电阻吸收的功率，即：

（2）电阻的并联：

(a)各电阻上电压相同；

(b)各分支电流之和等于等效后的电流，即

(c)几个电阻并联后的电路，可以用一个等效电阻 R 替代，即 ※特殊：两个电阻并联时(d)分流公式：，(e)功率分配：

负载增加，是指并联的电阻越来越多，R 并 越小，电源供给的电流和功率增加了。．电阻星形联接与三角形联接的等效变换

无源二端网络是整个网络的一部分，有两个端钮与电路的其余部分连接，它的内部没有电源，总可以简化为一个等效电阻。一般不能用电阻串并联法化简含有两个以上电源的电路称为复杂电路，有时可以将其中一部分用Δ— Y 变换后计算。Y —Δ互相转换，必须遵从等效原则。

（1）Y →△变换公式

（2）△→ Y 变换公式

特殊：当三角形（星形）连接的三个电阻阻值都相等时，变换后的三个阻值也应相等。。3 ．支路电流法

具有 b 条支路、n 个 结点的复杂电路，可以有相当多的回路，在平面电路中，中间不含支路的回路称为网孔，网孔数 m=b —(n — 1)。用支路电流作未知量，根据 KCL 列出(n — 1)个 独立结点电流方程，根据 KVL 列出 m 个 独立回路网孔方程，正好求解 b 条支路电流。支路电流参考方向是任意假设的，电压参考方向选择与电流方向一致，这就是支路电流法。4 ．网孔电流法

假想的网孔电流，自动满足 KCL，应用 KVL 建立 m 个 网孔方程，解出网孔电流后，再求支路电流，使计算简化，这就是网孔电流法。列网孔电压方程时与本网孔有关的所有电阻之和是自电阻，与相邻网孔关联的电阻称为互电阻。所有网孔电流的参考方向，一般选择顺时针方向，因此互电阻恒为负值。5 ．结点电压法

用假设结点 j 对参考结点 0 的电压 U jo 作未知量，使之自动满足 KVL，则只需应用 KCL 列（n-1）个 结点电压方程，解出结点电压后再求各支路电流，也能使计算简化。这就是结点电压法。列结点方程时，所有与该点连接的支路电导之和称为自电导，与相邻结点关联的支路电导是互导，互电导恒为负值。

支路电流法、网孔电流法和结点电压法都是应用基尔霍夫两条定律进行分析计算的。通常网络结构(n — 1)≤ m，所以结点电压法的应用更为广泛。6 ．叠加定理

叠加定理是线性电路的重要原理 , 从数学上看 , 叠加定理就是线性方程的可加性。所以叠加定理适用于线性电路的电压、电流的计算。即各支路的电压、电流可看作由各个电源单独作用时在该支路所产生的电压、电流的代数和。由支路电流法和节点电压法得出的都是线性代数方程。利用叠加原理可以将复杂电路分解为许多较简单的电路 , 从而使电路分析过程大大简化。叠加定理的重要性不在于应用它来计算复杂电路 , 而在于它是分析线性电路的普遍原理 , 在后面的非正弦交流电路、暂态过程以及电子电路的分析中也都起较重要的作用。

运用叠加原理时应注意以下问题 :（1）只适用于线性电路；

（2）某一电源作用时 , 其他电源中理想电压源短路 , 理想电流源开路 , 电路其余部分不变；

（3）最后叠加时 , 结果为 ” 代数和 ” , 即要注意各个电源单独作用时的电流和电压分量的参考方向是否与总电流和电压的参考方向一致；（4）叠加原理只适用于电压和电流 , 不适用于功率。7 ．戴维宁定理

戴维宁定理指出：任何一个线性有源电阻性二端网络，对外电路来说，可以用一个电压源与一个电阻串联的支路等效代替。戴维宁 定理将复杂的有源二端网络用一个电压源来等效代替 , 从而使电路的分析和计算得到简化。此法尤其适用于求解复杂电路中某一支路的电流 , 只要 将带求支路 划出 , 剩下 一 有源二段网络 , 可以等效为电压源 , 这样可以将复杂电路化简成简单电路，方便的求出待求的量。戴维宁定理特别适用于求解线性有源电阻性二端网络的某支路电流或电压。解题过程可分为如下三个步骤进行。（1）求开路电压；

（2）求等效电阻，电路中的电压源短路，电流源开路；

（3）作出 戴维宁等效电路，计算所求支路的电流或电压。运用 戴维宁 定理时应注意：

（1）等效是对有源二端网络外部而言的；（2）求有源二端网络的开路电压或短路电流时应先分析一下网络的情况。若为简单电路 , 只需利用欧姆定理和基尔霍夫定理便可求解；若为复杂电路 , 则还需利用其他 解复杂 电路的方法(如支路电流法 , 节点电压法 , 以及叠加原理等)才能求出。

（3）求等效电压源内阻的方法有 : 开路电压与短路电流之比 以及除源等 效法 , 一般来说 , 后者较简单。

（4）待求支路可以是无源支路 , 也可以是有源支路。