电工技术应用基础介绍.ppt

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1、电工技术应用基础项目四：观测电路的动态过程任务一观测电容电路的动态过程补充知识点：电容器1.电容器的结构两金属极板绝缘物质(电介质)在两个正对的平行金属板中间夹上一层绝缘物质(电介质),就构成了最简单的电容器,叫平行板电容器.两个金属板叫电容器的极板.强调：任意两个彼此绝缘又相隔很近的导体,都可以看成是一个电容器.2.电容器的充电：++++-----Q+QU把电容器的两个极板和电池的正负极相连,两个极板就分别带上了等量的异种电荷,这个过程叫充电.充电过程中电路中有短暂的充电电流.强调：一个极板上所带电量的绝对值叫电容器的电量Q.

2、充了电的电容,两极板间就有电场,电势差U.从电源获得的电能储存在电场中,这种能量叫电场能.电容器有储存电荷和电场能的本领.++++-----Q+QU3.电容器的放电把充电后的电容器两极板接通,两极板上的电荷中和,电容器不再带电,这个过程叫放电.并有短暂的放电电流.放电后,两极板就不再有电场和电势差,电场能转化为其它形式的能.++++-----Q+QU1.电容：电容器所带的电量Q与电容器两极板间的电势差U的比值,叫做电容器的电容。2.公式3.单位1C/V=1F(法拉)1F=106μF=1012pF4.注意C=Q/U是比值定义式C与

3、Q、U无关.C由电容器本身结构性质决定,反映了电容器容纳电荷本领。1.动态过程产生的原因1）电路中存在动态元件C2）电路发生换路，即电路的状态或结构发生变化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，不存在过渡过程。电阻电路：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: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

4、能出现过压或过流，致使设备损坏，必须采取防范措施。过渡过程的意义2.电容电路的换路定律：换路什么时候发生：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…………..换路定律内容:在换路瞬间，电容上的电压不能突变。设：t=0时换路---换路前终了瞬间---换路后初始瞬间则换路瞬间，电容上的电压突变的原因：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：不能突变不能突变电容C存储的电场能量3.换路电路的应用：初始值的确定初始值（起始值）：电路中u、i在t=0+时的大小。三步走：1）由换

5、路前的稳态电路求出电容电压；2）根据换路定律得到电容电压的初始值；3）根据换路后的等效电路求出电容电流和电阻电压，以及电流的初始值。书98页例4-14.一阶动态电路的三要素法：为什么要求解一阶线性电路？只含有一个储能元件或可等效为一个储能元件的动态电路称之为一阶线性电路。目的就是找出整个过渡过程中的电压、电流各量的变化规律。通过前面对一阶动态电路过渡过程的分析可以看出，换路后，电路中的电压、电流都是从一个初始值f（0+）开始，按照指数规律递变到新的稳态值f（∞），递变的快慢取决于电路的时间常数τ。一阶动态电路的三要素初始值f（0

6、+）稳态值f（∞）时间常数τ一阶动态电路的三要素童鞋们不要忘了这也是一阶线性电路的求解过程哦！三要素法的通式进一步推得：由此式可以确定电路中电压或电流从换路后的初始值变化到某一个数值所需要的时间三要素法应用举例（先看书100页例4-3）下图所示电路中，已知US=12V，R1=3kΩ，R2=6kΩ，R3=2kΩ，C=5μF，开关S打开已久，t=0时，S闭合。试用三要素法求开关闭合后uC、iC、i1和i2的变化规律即解析式。解：先求电压、电流的三要素。（1）求初始值uC（0+）=uC（0-）=0（2）求稳态值（3）求时间常数τ（4）

7、根据三要素法通式写出解析式说明：上题也可以只求出电容电压uC的三要素，然后利用三要素法写出uC的解析式，再以uC的解析式为依据，求出其它电压、电流的解析式。5.电容器的放电过程(书100)根据换路定律:t=0时，uC（0+）=uC（0-）=Ust=∞时，Uc（∞）=0书上101页（4-5）、（4-6）公式怎么来的？电容器放电时的ic和Uc变化曲线为什么放电时的电流是负的？书101页例4-4时间单位换算：电容单位换算：电感单位换算：电阻单位换算：电容串联的特点：电容并联的特点：电容电路的动态过程总结：重点：1、动态过程产生的原因2

8、、电容电路的换路定律3、初始值的确定（三步走）4、一阶电路的三要素法5、电容器的放电过程难点：1、换路瞬间，电容相当于什么？此时的电阻串并联关系是什么？2、电路稳态后电源相当于什么？此时的电阻串并联关系是什么？任务一：电容电路的动态过程还有不会的问题提出来或者单