精品课程教案第2章暂态电路分析

《精品课程教案第2章暂态电路分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第2章暂态电路分析本章要求理解动态元件的物理性质及其在电路中的作用，理解电路的暂态和稳态、激励和响应，以及时间常数的物理意义，掌握一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应。了解一阶RC电路对矩形波的响应。本章内容本章主要分析RC和/?厶一阶线性电路的过渡过程，重点是分析电子技术中广泛应用的RC-阶电路在阶跃电压作用下的过渡过程。了解一阶电路在过渡过程中电压和电流随时间变化的规律，并能确定电路的时间常数、初时值和稳态值三个要素,会用三要素法计算/?C、RL—阶电路。本章学时5学时2.1动态元件本节学时1学时本节重点动态元件电容及电感的外部特性，即

2、电容及电感的伏安关系和能量关系。教学方法通过理论推导，导出电容、电感的电压与电流的基本关系和能量关系，着重分析元件的物理性质和在电路中的作用。教学手段以传统教学手段与电子课件及EDA软件相结合的手段，让学生在有限的时间内掌握更多的相关知识。教学内容2.1.1电感元件电感元件简称电感是用来反映具有存储磁场能量的电路元件。L1•电感I2•自感电动势~~~dt=—Ldi7t3•电压与电流的关系线性电感两端电压在任意瞬间与刃/力成正比。对于直流电流，电感元件的端电压为零，故电感元件对直流电路而言相当于短路。4.磁场能量2.1.2电容元件电容元件简称电容

3、是用来反映具有存储电场能量的电路元件。1•电容2•电压与电流的关系线性电容的电流‘在任意瞬间与如/力成正比。对于直流电压，电容的电流为零，故电容元件对直流电路而言相当于开路。3•电场能量2.2换路定则与初始值的确定本节学时1学时本节重点换路定则与初时值的确定。教学方法由换路瞬间能量不能突变，导出换路定则，由f=时的电路确定电容电压和电感电流的初始值，由t=0+时的电路确定其它电压和电流的初始值。教学手段以传统教学手段与电子课件及EDA软件相结合的手段，让学生在有限的时间内掌握更多的相关知识。教学内容2.2.1换路定则1・过渡过程的产生原因及条件

4、换路：电路的接通、断开、短路、电源或电路中的参数突然改变等能量不能突变：=-LiWc=-Cu2不能突变。A2c22.换路定则wc(0+)=wc(0_)ZJO+)=q(O_)r=0_表示换路前的终了瞬间，/=0+表示换路后的初始瞬间。2.2.2电压和电流初始值的确定1.首先由换路前20_时的电路求出％(0一人匚(0_)的值。2.其次作出换路后初始瞬间f=0+时的电路。在r=0+时的电路中，电容元件视为恒压源，其电压为wc(0+)o如果々(0+)=0,电容元件视为短路。在/=0+电路中，电感元件视为恒流源，其电流为iL(0+)o如果

5、,电感元件视为开路。3.应用电路的基本定律和基本分析方法，在(=0+时的电路中计算其它各电压和电流的初始值例2・1确定图(a)所示电路在换路后(S闭合)各电流和电压的初始值。例2-1的电路解：(1)作u()一时的电路，如图(b)所示。在f=0一时，电路为前一稳态，而直流稳态电路中，电容元件可视为开路，电感元件视为短路。所以由换路定则^(0+)=^(0J=-/s=5mAuc(0+)=uc(0_)=iL(0_)Z?j=5x2=10V(2)作t=O+时电路，如图(c)所示。用基本定律计算其它初始值匚(0+)=0,uRi(0+)=0")=一必—10mA

6、c+&1is(0+)=Is-iR-ic-iL=10-0一(-10)-5=15nAwz(0+)=-iz(0+)/?3=-5x2=-10V注意:计算f=0+时电压和电流的初始值，需计算/=0一时的匚和％,因为它们不能突变，是连续的。而20时其它电压和电流与初始值无关，不必去求，只能在心0卜的电路中计算。2.2.3电路稳态值的确定当电路的过渡过程结束后，电路进入新的稳定状态，这时各元件电压和电流的值称为稳态值(或终值)。例2・2试求图(a)所示电路在过渡过程结束后，电路中各电压和电流的稳态值。例2-2的电路解：在图2・3(b)所示t=oo时的稳态电路

7、中，由于电容电流和电感电压的稳态值为零，所以将电容元件开路，电感元件短路，于是得出各个稳态值：

8、间内掌握更多的相关知识。教学内容2.3.1一阶电路的三要素法公式图示RC电路。设在/二0时开关S闭合，则可列出回路电压方程iR+uc=Us由于所以有一