任务3.3动态电路的测试和分析-电工技术（人民邮电出版社）

器 电工技术 人民邮电出版社 。 项目2直流电阻电路的测试与分析 ,任务3.1电容器的认识和使用 任务3.2 电感器的认识和使用 ,任务3.3动态电路的测试和分析 2023-8-16 2 实训3-3 动态电路的测试 实训流程： (1)按图3.10所示接好测试电路图。其中X1、X2、X3是额定电压 6V,额定功率3.6W的小灯泡。V1是提供6V的稳压电源。图中的电阻 为200mQ,电容为1mF/10V的电解电容，电感为50mH。J1为开关。 XSC1 XSC2 XSC3 J1 Key=Space R1 6L1 200mn 1mF 50mH 3 +V1 6 V X1 X3 6 V 0 2023-8-16 3 实训3-3 动态电路的测试 实训流程： (2)合上开关，观察三个灯泡发光的情况，并回答下列问题： ①开关J1闭合时，电阻支路上的灯泡X1 立即 (立即/延时)发光， 且亮度 不变化 （变化/不变化)，说明该支路 不存在 (存在/ 不存在)动态变化过程。 ②开关J1闭合时，电容支路上的灯泡X2由 亮 (亮/暗)逐级变 为暗 (亮/暗)，最后 能 (能/不能)进入稳定过程， 说明该支路 。存在 （存在/不存在)动态变化过程。 ③开关J1闭合时，电感支路上的灯泡X3由暗 （亮/暗)逐级变 为亮 (亮/暗)，最后能 (能/不能)进入稳定过程， 说明该支路 存在（存在/不存在)动态变化过程。 2023-8-16 4 实训3-3 动态电路的测试 实训流程： (3)用示波器测量电阻支路的灯泡两端（可认为是电阻两端）、电容支路 和电感支路电容两端和电感两端在开关J1闭合瞬间及其以后的电压变化情 况，（图3.11为测量所得的电压变化参考图，其中XSC1、XSC2和XSC3为电 阻支路、电容支路、电感支路上的灯泡两端、电容两端和电感两端的电压 变化情况)，并分析： ①电阻支路上灯泡两端电压 变化情况： ②电容支路上电容两端电压 变化情况： ③电感支路上电感两端电压 t区 变化情况： 图3.11电阻支路上灯泡、电容支路和电感 支路上电容和电感两端电压的变化时序图 2023-8-16 5 实训川3-3 动态电路的测试 实训流程： (4)结合电阻元件、电容元件和电感元件的特性，回答下列问题： ①电阻支路在开关闭合瞬间，电阻两端的电压是否会产生跃变？ 为什么？ ②电容支路在开关闭合瞬间，电容两端的电压是否会产生跃变？ 为什么？ ③电感支路在开关闭合瞬间，电感两端的电压是否会产生跃变？ 为什么？ 【想一想】 在开关闭合瞬间，流过电阻支路、电容支路和电感支路的电流 是否会产生跃变？结合电阻元件、电容元件和电感元件的特性，分 析它们的原因。 2023-8-16 6 3.3.1动态电路与换路定律 1.动态电路的概念 稳定状态：电路中的电压与电流恒定不变，或者随时间 按周期规律变化的电路。其状态是稳定的。 暂态过程：稳定状态向另一个稳定状态转变的过程。或 者叫做过渡过程。 从实训3-3中我们可以发现，含有储能元件（如电容、电感）的电 路中，当电路状态发生变化（如开关切换、电源变化、电路变动、元件 参数改变等)时，存在暂态过程（过渡过程）。 动态电路：存在暂态过程（过渡过程）的电路。 换路：电路状态的变化。 一般假定：换路是瞬间完成的。 2023-8-16 7 3.3.1动态电路与换路定律 2.换路定律 具有电容的电路，在换路后的一瞬间，如果电容中的 电流保持为有限值，则电容上的电压应当保持换路前一瞬 间的原有值而不能跃变，即：电容上的电压不能跃变。 uc(0)=uc(0_) 具有电感的电路，在换路后的一瞬间，如果电感两端 的电压保持为有限值，则电感中的电流应当保持换路前一 瞬间的原有值而不能跃变，即：电感中的电流不能跃变。 ic(0,)=ic(0_) 注意：电路在换路时，只有电容上的电压和电感中的电流是 不能跃变的，电路中其他的电压和电流是可以跃变的。 2023-8-16 8 3.3.1动态电路与换路定律 3.初始值计算 (1)根据换路前的电路稳态求出=0时电路中的电容 电压c(0-)和电感电流i虹(0)，然后再利用换路定律 uc(0+)=uc(0)、i(0+)=i(0)确定出t=0+时的电容电压uc(0+) 和电感电流i(0+)。 (2)根据换路后的电路，将电容和电感分别用电压 源和电流源代替，其值分别等于uc(0+)和i(0+),画出=0+ 时刻的等效电路。 (3)根据=0+时刻的等效电路，利用KCL、KVL和 欧姆定律求出电路中其他元件或支路上的电压或电流的 初始值u(0+)和(0+)。注意，独立源则取=O+时的值。 2023-8-16 9 3.3.1动态电路与换路定律 【例3-2】图3.12（a)所示电路中，Us=50V, R1=202,R2=302,开