【江苏】2015-2016学年中职电工基础（主编周绍敏 高教版）教案：13.1 换路定律01.docVIP

授课课时 2 授课形式 讲练结合 授课章节 名称 第十三章 第1节 换路定律(上) 使用教具 计算机 教学目的 1、知道瞬态过程产生的条件 2、掌握换路定律并会应用 教学重点 瞬态过程的产生 教学难点 换路定律 更新、补 充、删节 内容 课外作业 P200 1 2 教学后记 授课主要内容或板书设计 换路定律 1．瞬态过程 瞬态过程又叫做过渡过程、暂态过程。指电路从一种稳定状态到另一种稳定状态，都需在经历一段时间，这个过程就是瞬态过程。 突变又叫跃变、跳变。指事物的突然改变，不需要经历时间 换路：电路的开、关；电路参数的变化；电路的结构发生变化；电源变化。 2．电路产生瞬态过程的原因 由上可知，电路产生瞬态过程的原因是： (1)内因： 电路中必须含有储能元件(电感或电容)，且换路前后储能元件储有的能量不一致 (2)外因：电路发生换路 外因是变化的条件，内因是变化的依据。 二、换路定律 换路使电路的能量发生变化，但不跳变。电容所储存的电场能量为WC=1/2CUC2,电场能量 不能跳变反映在电容器上的电压uC不能跳变。电感元件所储存的磁场能量为WL=1/2LIL2 ，磁场能量不能跳变反映在通过电感线圈中的电流iL不能跳变。 换路前如果储能元件没有储能，换路时电感相当于开路，电容相当于短路。 uC(0+) = uC(0-) iL(0+) = iL(0–) ?三、电压、电流初始值的计算 分析瞬态过程的理论依据是换路定律和基尔霍夫定律 初始值：电路中各 u、i 在 t =0+ 时的数值。 求解要点： (1) 先求 uC( 0+)、iL ( 0+) 。 1) 由t = 0-的电路（换路前稳态）求uC ( 0– ) 、iL ( 0– )； 2) 根据换路定律求 uC( 0+)、iL ( 0+) 。 (2) 再求其它电量初始值。 1) 由t =0+的电路求其它电量的初始值； 2) 在 t =0+时的电压方程中 uC = uC( 0+)、 t =0+时的电流方程中 iL = iL ( 0+)。 3、例题 4、小结 课 堂 教 学 安 排 教学过程 主 要 教 学 内 容 及 步 骤 换路定律 1．瞬态过程 瞬态过程又叫做过渡过程、暂态过程。指电路从一种稳定状态到另一种稳定状态，都需在经历一段时间，这个过程就是瞬态过程。 如图13-1所示的RC直流电路，当开关S闭合时，电源E通过电阻R对电容器C进行充电，电容器两端的电压由零逐渐上升到E，只要保持电路状态不变，电容器两端的电压E就保持不变。电容器的这种充电过程就是一个瞬态过程。 突变又叫跃变、跳变。指事物的突然改变，不需要经历时间 换路：电路的开、关；电路参数的变化；电路的结构发生变化；电源变化。 2．电路产生瞬态过程的原因 由上可知，电路产生瞬态过程的原因是： (1)内因： 电路中必须含有储能元件(电感或电容)，且换路前后储能元件储有的能量不一致 (2)外因：电路发生换路 外因是变化的条件，内因是变化的依据。 二、换路定律 换路使电路的能量发生变化，但不跳变。电容所储存的电场能量为WC=1/2CUC2,电场能量不能跳变反映在电容器上的电压uC不能跳变。电感元件所储存的磁场能量为WL=1/2LIL2 ，磁场能量不能跳变反映在通过电感线圈中的电流iL不能跳变。 ? 换路前如果储能元件没有储能，换路时电感相当于开路，电容相当于短路。 ? 设t = 0为换路瞬间，则以t = 0– 表示换路前一瞬间，t = 0+ 表示换路后一瞬间，换路的时间间隔为零。从t = 0– 到t = 0+ 瞬间，电容元件上的电压和电感元件中的电流不能跃变，这称为换路定律。 用公式表示为 uC(0–) = uC(0+) iL(0+) = iL(0 ?三、电压、电流初始值的计算 分析瞬态过程的理论依据是换路定律和基尔霍夫定律 初始值：电路中各 u、i 在 t =0+ 时的数值。 求解要点： (1) 先求 uC( 0+)、iL ( 0+) 。 1) 由t = 0-的电路（换路前稳态）求uC ( 0– ) 、iL ( 0– )； 2) 根据换路定律求 uC( 0+)、iL ( 0+) 。 (2) 再求其它电量初始值。 1) 由t =0+的电路求其它电量的初始值； 2) 在 t =0+时的电压方程中 uC = uC( 0+)、 t =0+时的电流方程中 iL = iL ( 0+)。 3、例题 【例13-1】如图13-2所示的电路中，已知E = 12 V，R1 = 3 k(，R2 = 6 k(，开关S闭合前，电容两端电压为零，求开关S闭合后各元件电压和各支路电流的初始值。 解：选定有关电流和电压的参考方向，如图13-2