6.1学习动态电路的基本知识（课件）-《电工技术基础与技能》同步教学（苏教版）

模块6 线性电路的过渡过程 任务二 分析RC串联电路的过渡过程 任务三 任务一 分析RL串联电路的过渡过程 学习动态电路的基本知识 本模块学习内容 学习目标 任务描述 任务分析 知识链接 任务一 学习动态电路的基本知识 认识动态电路 学习换路定律 确定过渡过程的初始值 任务一学习重点 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 学习目标 ●理解电路的稳态与动态。 ●了解电路的过渡过程，掌握换路定律。 ●了解电路的初始值及初始值的确定方法。 任务一 学习动态电路的基本知识 任务描述 ● 如图2-65所示，当开关S没有 闭合时，三条支路的灯泡都不亮， 这是一种稳态。当开关S闭合，在 电路接通的时刻可以看到灯泡EL1 立即发光，而且亮度恒定；灯泡 EL2是由暗慢慢变亮，最终维持最亮；灯泡EL3先是立 即发光，之后又会慢慢变暗，最终熄灭。为什么三种 性质不同的支路出现了三种情况？试找出其中的原因。 任务一 学习动态电路的基本知识 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 任务分析 ● 因为电阻支路的过渡过程非常短暂，我们可以认 为电阻支路不存在过渡过程，只有电容支路和电感 支路存在过渡过程。这是因为电容和电感都是储能 元件，当电流通过电容或电感时，电容会将电能转 换为电场能存储在两极板间；电感会将电能转换为 磁场能存储在线圈内。能量在存储过程中是不能突 变的，所以电路便产生过渡过程。电路中存在储能 元件电容或电感是电路在换路后产生过渡过程的根 本原因。通过本任务的学习我们可以了解过渡过程 的相关知识。 任务一 学习动态电路的基本知识 知识链接 一、认识动态电路 电路中的电流和电压在给定的条件下达到各自的稳定 值，简称电路稳态。对于电路而言，每一种稳态的维持 都需要一定的工作条件。如果这些条件发生了改变，电 路将从原来的稳态变为另一种新的稳态。电路工作条件 的变化叫做换路。电路由一种稳态转变为另一种新的稳 态的过程叫做电路的过渡过程。与电路的稳态相比，过 渡电路中的电流和电压都处于过渡的变化状态。根据电 路的工作状态，电路可以分为稳态电路和动态电路。 任务一 学习动态电路的基本知识 知识链接 稳态电路是指在给定的条件下，电路中的电压、电流等物 理量都达到某一个稳定数值的状态。含有储能元件的电 路，处于过渡过程时称为动态电路。 二、学习换路定律 我们知道，电容储存的电场能量是 ，电感 储存的磁场能量是 。在换路后，能量只能逐渐 积累或逐渐释放，不能突变，因此电容器两端的电压和电 感两端的电流不能突变。 任务一 学习动态电路的基本知识 知识链接 设换路时刻t =0 ，以t=0 表示换路前趋近于换路时的瞬 间，以t=0 表示换路后初始瞬间。换路时电容元件上的电 压在t= 0 和t=0 时值相等，电感元件中的电流在t=0 和t=0 时值也是相等的，这一规律称为换路定律，数学表达式为 三、确定过渡过程的初始值 电路在换路后最初瞬间（即t=0 时刻）的值，称为过渡 过程的初始值。利用换路定律，可以根据换路前电容电压 uC（0 ）来确定换路后电容电压的初始值uC（0 ）可以根据 任务一 学习动态电路的基本知识 知识链接 换路前电感线圈中电流iL（0 ）来确定换路后电感电流的 初始值iL（0 ） 。在确定了电容电压和电感电流的初始值 后，就可以确定电路中其他的参数了。 例2.10 如图 2-66（a）所示，已知 E=12 V，R1= 4kΩ， R2=8kΩ，C=1F，电容电压uC（0 ）=0。求开关S闭合 后，t=0 时各电流及电容电压的数值。 任务一 学习动态电路的基本知识 知识链接 解： （1）根据换路定律 （2）t=0 时刻等效电路如图2-66（b）所示，故有 例2.11 如图 2-67（a）所示，已知 E=12 V，R1= 4Ω， R2=8Ω，R3=4Ω，电容电压uC（0 ）=0，iL（0 ）=0。 任务一 学习动态电路的基本知识 知识链接 求当开关S闭合后，t= 0 时各支路电流和电感上电压的初 始值。 解：由已知条件知 根据换路定律可得 任务一 学习动态电路的基本知识 自我评测 1、什么是电路的换路及换路定律？ 2、电容上的电流、电感上的电压及电阻上的电压、 电流是否也遵循换路定律？ 3、如图2-68所示，已知E=10 V，R= 5kΩ，C=10F， uc （ 0 ）=5V。求开关S闭合后， t=0 时电路中的电流 及电容电压的数值。 任务一 学习动态电路的基本知识 4 、如图2