8.2 过渡过程的概念 教案 -2023-2024学年高一下学期（中职）物理《电工基础与技能》（机工版·第2版）

章节课题 8-2 过渡过程的概念 课时 2节 教 学 目 的 1. 熟练掌握：换路定律的应用。 2. 正确理解：换路定律的内容。 3. 一般了解：过渡过程的概念以及产生过渡过程的原因。 重点难点 重点：过渡过程的概念以及换路定律 难点：换路定律 教学方法 课堂讲授与练习相结合，综合学生实际，适当处理教材，因材施教，讲解问题时力求清晰明了，注意引导学生对本课程的兴趣和调动学生的学习积极性，并通过练习加深对所学知识的理解与掌握，尽可能达到好的教学效果，以提高学生的理论水平。 教具及参考书 1.《电工基础》 李梅主编 机械工业出版社 2.《电工电子技术基础》 王兆义主编 高等教育出版社 3.《电工基础》 谭恩鼎主编 高等教育出版社 4.《电工基础》 薛涛主编 高等教育出版社 作业 P223 5 课 后 小 结 1.过渡过程又称为瞬态过程、瞬时过程、动态过程等，都指的是电路从一种稳定状态变化为另一种稳定状态的中间过程。 2换路定律的两个重要概念，即：电容中电压不能跳变 ；电感中的电流不能跳变。 教学内容 8-2 过渡过程的概念 教学目的 掌握：换路定律的应用。 理解：换路定律的内容。 了解：过渡过程的概念以及产生过渡过程的原因。 技能要求 掌握：能通过实验观察并分析过渡过程。 了解：过渡过程的产生对实际线路的影响。 教学内容 8-2 过渡过程的概念 8.2.1 什么是过渡过程 1.过渡过程现象 过渡过程又称为瞬态过程、瞬时过程、动态过程等，都指的是电路从一种稳定状态变化为另一种稳定状态的中间过程。它研究的是电路在过渡过程期间电流和电压的变化规律。过渡过程现象是随处可见的，如汽车从零速加速到某一速度，或从某一速度降到零速，这中间的加速或减速就是过度过程； 电动机在起动时，转速是从零速逐渐上升到额定转速，这中间也经历了过渡过程。 2． 产生过渡过程的原因 产生过渡过程的原因有二：一是电路中存在着储能元件电感和电容；二是电路出现了换路现象。换路现象就是电路开关的闭合或断开/电路的结构或电路参数发生了变化等。 为什么含有电感或电容的电路在换路时出现过渡过程，而电阻电路则不会呢？这是因为电感或电容电路与电阻电路的主要区别是：电阻电路是耗能电路，通电则耗能，断电耗能即结束；而电感或电容是储能器件，在完成电能的储存、转移或再分配的过程中，必须要经历一定的时间，即能量不能跳变。 7.2.2 三相对称负载的三角形（D）连接 如图7-17a所示，将负载连接成一个闭合的三角形，每相负载上所加的电压均为电源的线电压UL 。三角形连接多为对称负载，以下讨论只限于对称负载的情况。 a) 三角形连接图 b) 电路图 图7-17 三相负载的三角形连接电路图 教学内容 程中，必须要经历一定的时间，即能量不能跳变。 8.2.2 换路定律 储能元件的能量在换路时不能跳变，这就引出了在换路时的两个重要概念，即： 1. 电容中电压不能跳变 在换路时，电容两端电压只能随时间逐渐变化，而不能跳变。这是因为电容储存的电能为 由于Wc 不能跳变，则Uc 亦不能跳变。 2．电感中的电流不能跳变 电感中储存的电能为 由于WL 不能跳变，则IL 亦不能跳变。 上述两点是确定电路换路时初始状态的基础，因为电路在换路时首先要确定电路的初始状态。为了便于分析，设t=0 时电路换路，在t=0 的前一瞬间，电路处于原有的稳定状态，记为t=0- ；t=0 后的瞬间起，电路进入过渡过程，记为t=0+ 。由此，可将上述概念表示为 uc(0+)=uc(0-) iL(0+)=iL(0-) 此式称为换路定律，它是电感、电容电路在换路瞬间遵循的规律。 由图7- 17可见，由于负载对称，各相阻抗相等、性质相同，因此各相负载电流也是对称的，即 I UV = I V W = I WU φU = φV = φW 按图7- 17中给出的电流参考方向，根据基尔霍夫电流定律可写出线电流和相电流瞬时值关系式为 iU = iUV－iWU iV = i