电路的过渡过程及换路定律

1、电路的过渡过程及换路定律第一页，共17页。本单元简介(新课导入) 5.1 电路的过渡过程及换路定律 5.2 RC电路过渡过程及三要素法 5.3 RL电路过渡过程 5.4 积分电路与微分电路第二页，共17页。教学内容及要求本节内容介绍RC、RL电路过渡过程产生的原因以及过渡过程产生的条件，分析了电路在过渡过程中所遵循的基本定律即换路定律。通过本节学习，要求同学们理解过渡过程，能对一些实际应用能加以分析；充分理解换路定律的含义，能熟练运用换路定律分析电路。第三页，共17页。5-1 过渡过程及换路定律 知识回顾：电阻电路t = 0ER+_IK无过渡过程I电阻是耗能元件，其上电流随电压比例变化，不存在

2、过渡过程。名词：稳态、暂态（电动机起动、制动过程）第四页，共17页。1.过渡过程的产生及研究意义 稳态暂态C电路处于旧稳态KRU+_开关K闭合电路处于新稳态RU+_tURC电路过渡过程的产生:Uc=UUc=0旧稳态 新稳态 过渡过程 :第五页，共17页。电容为储能元件，它储存的能量为电场能量 ，其大小为： 因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有电容的电路存在过渡过程。电感也为储能元件，它储存的能量为磁场能量 ，其大小为：同理:则有电感的电路也存在过渡过程.第六页，共17页。 1.有储能元件（L、C）的电路在电路状态发生变化时（如：电路接入电源、从电源断开、电路参数改变等）存在过渡过程； 没有

3、储能作用的电阻（R）电路，不存在过渡过程。 2.电路中的 u、i在过渡过程期间，从“旧稳态”进入“新稳态”，此时u、i 都处于暂时的不稳定状态，所以过渡过程又称为电路的暂态过程。结论第七页，共17页。过渡过程是一种自然现象， 对它的研究很重要。过渡过程的存在有利有弊。有利的方面，如电子技术中常用它来产生各种波形；不利的方面，如在暂态过程发生的瞬间，可能出现过压或过流，致使设备损坏，必须采取防范措施。研究过渡过程的意义 第八页，共17页。2. 换路定律什么是换路？1 . 电路接通、断开电源2 . 电路中电源的升高或降低3 . 电路中元件参数的改变.电路状态的改变。第九页，共17页。换路定律内容:

4、在换路瞬间，电容上的电压、电感中的电流不能突变。设：t=0 时换路- 换路前终了瞬间- 换路后初始瞬间则第十页，共17页。 换路瞬间，电容上的电压、电感中的电流不能突变的原因解释如下： 自然界物体所具有的能量不能突变，能量的积累或 释放需要一定的时间。所以*电感 L 储存的磁场能量不能突变不能突变不能突变不能突变电容C存储的电场能量第十一页，共17页。3.换路定律的应用求解要点：1.2.根据电路的基本定律和换路后的等效电路，确定其它电量的初始值。初始值（起始值）：电路中 u、i 在 t=0+ 时的大小。第十二页，共17页。换路时电压方程 :不能突变 发生了突变根据换路定理解:iLUKt=0uL

5、uR例1求 :已知: R=1k, L=1H , U=20 V、设 时开关闭合,开关闭合前第十三页，共17页。例2已知:电压表内阻设开关 K 在 t = 0 时打开。求: K打开的瞬间,电压表两的电压。 K.ULVRiL解:换路前换路瞬间等效电路第十四页，共17页。t=0+时的等效电路注意:实际使用中要加保护措施VKULVRiL(结论:电感上的电压可以突变大小,方向都不变)第十五页，共17页。小结 1. 换路瞬间，不能突变。其它电量均可能突变，变不变由计算结果决定；2. 换路瞬间，电容相当于恒压源，其值等于电容相当于短路；3. 换路瞬间，电感相当于恒流源，其值等于，电感相当于断路。第十六页，共17页。课堂训练 提示：先画出 t=0 -