一阶电路的三要素法

1、一阶电路的三要素法作者:日期:12.2 一阶电路的三要素法考纲要求：1、理解瞬态过程中时间常数的物理意义。2、掌握一阶电路瞬态过程中电流、电压初始值、稳态值和时间常数的计算。教学目的要求：1、理解瞬态过程中时间常数的物理意义。2、掌握一阶电路瞬态过程中电流、电压初始值、稳态值和时间常数的计算。教学重点：一阶电路瞬态过程中电流、电压初始值、稳态值和时间常数的计算。教学难点：一阶电路瞬态过程中电流、电压初始值、稳态值和时间常数的计算。 课时安排：4节课型：复习教学过程：【知识点回顾】一、 一阶线性电路：。二、一阶电路的三要素： 、。应用三要素条件：。三、 应用三要素电路中各部分电压、电流的表达式：

2、。四、应用三要素解题步骤：1、 作出t=0-（稳态1）时的等效电路图，求出 uc（0-）和iL（O-）；此时在稳态 1 时，电容可看作 ，电感可看作 。2、作出t=0+时的等效电路图， 根据换路定理确定 uc（ 0+）和iL（0+），其他的初始值按t=0+ 时刻的等效电路，依据基尔霍夫定律计算确定。此时在换路瞬间，电容未储能，则电容可看作 ，若电容储能，则电容可看作。电感未储能，则电感可看作 ，若电感储能，则电感可看作 。3、 作出t= s（稳态2）时的等效电路图，根据基尔霍夫定律求出所要求得f（ g）。此时在稳态 2时，电容可看作 ，电感可看作 。4、 求时间常数t :把储能元件断开，画出无

3、源二端网络的电路图，求出两端的等效电阻R。此时在RC电路中，t =;在RL电路中，t =。5、 写出电压或电流的表达式： 。 【课前练习】一、判断题1、 初始值、有效值、时间常数称为一阶电路的三要素。（）2、 一阶RC放电电路，换路后的瞬态过程和R有关，R越大，瞬态过程越长。（）3、 稳态电路中的电压、电流一定是不随时间变化的。（）二、选择题1、一只已充电压100V的电容器，经一电阻放电，经20S后电压降压到 67V,则时间常数t的值约为（）A . 20S B .大于20S C .小于20S D.无法计算2、如图所示，开关A. uc(0+)=8 V, uc(C. uc(0+)=O V. uc(

4、S断开前电路已处于稳态，当o )=OV, t =4uS Bo )=8V. t =1uS DS断开前电路已处于稳态3、如图所示电路，开关A.uc(O+)=4V,i1(0+)=1A,ic(O+)=1AC. uc(O+)=0V,i1(0+)=3A,ic(O+)=3A4、如图电路，S闭合前电路已稳定，在t=0时开关断开，则(.uc(0+)=4 V, uc(o )=0V,.uc(0+)=8 V, uc( o )=4V, ,则S断开后初始瞬间 ()T =1uSt =4UsA.uc(0+)=2V,uc( o )=lV, t =2s BC .=2V,uc( OO )=2D-V, T =2s3B. uc(O+)

5、=6V,i1(O+)=OA,ic(O+)=OAD. uc(O+)=2V,i1(0+)=2A,ic(O+)=2A t-o时S闭合，则(uc(0+)=-2V,uc(.uc(0+)=-2V,uc(D第3题图6V 6T第2题图三、填空题1、图示电路，S闭合前为稳态， 电路的时间常数T = S 。2、如图S断开前电路处于稳态，在 t=0时刻断开S,T = _。3、电路如图所示，S断开前电路已处于稳定状态，在t=0时，开关闭合，则)2.qo )= V, t =6s3、2. _ o )= V, t =3siL(O+)= A , iL( o )=,则 uc(O+)= V , uc( o )= V ,t=0时刻

6、，断开开关S,贝U iL(O+)O )=, T = .图示的电路中，开关S闭合前电路已处于稳态，在的初始值uc(O+)= V ，稳态值uc( o ) = ViL(5、t=0时，将开关,电路的时间常数S闭合，电容上电压uS6、电路如图所示，在开关闭合前电路已处于稳态，在开关S 闭合后，uc(O+)=,T =第4题图.6A (C +3口主1F -第6题图7、 已知某电容过渡过程电压uc(t)=(10+6e-20t) V,可知其稳态值Uc( )=丄 .初始值uc(O+)= V;时间常数 t = S.8、 如图所示，开关 S断开前，电路已经达到稳定状态，当t=0时刻开关S断开，则初 始值ic(O+)=

7、 A，电路的时间常数t = s ，稳定后uc( g)= V 。9、已知如图所示电路，开关s闭合前处于稳态在t=0时刻开关闭合，初始值uc(0+)=，时间常数V，稳态值uc( g )= V第8题图四、分析计算题1、如图所示电路中，当 t=0时开关闭合，将电阻 R2短接，换路前电路已处于稳态，L=2H,试用三要素法求解电路中的电流 iL、电压uL和uRI。2、如图所示，E=20V, R1=12kQ , R2=6kQ , C1=10uF, C2=20uF。电容元件原先均末储能, 当S闭合后，求uc。【例题讲解】例1:如图所示电路中，电路原已稳定,R1=20Q , R2=20Q , R3=10Q ,

8、L=1H E=10V,试求：在t=0瞬间将开关S接通后的电感电压 uL (t)t=0时刻开关断开。【课后练习】一、判断题1、应用三要素法时，电路必须是线性的，电路中只有一个独立的储能元件, 刻进行换路。 ()2、电路的瞬态过程是短暂的，其时间的长短是由电路的参数决定的。3、在一阶过渡过程中，过渡过程所需要的时间等于电路的时间常数二、选择题1、电路如图所示,A. 12e - 5 t并且在t=0时2、如图所示电路,t=0时开关闭合，B . 12e- - C2t O 时，i(t)12 18, e- t55(12e-52t 0时，uc(t)为()A.-100(1-e000t )V B.- 5O+5Oe

9、0t)V C . -100 e 400t V D. -50(1- e00t )V4、如图，R1=1Q , R2 =R3=2Q , L=2H, U=2V,开关长期合在 1的位置。当将开关合到 2的 位置后，则 ()2A . iL ( 0+) =A iL( o)=oa , t =0.5s B. iL 322C . iL (0+) =_A, iL( o)=A,335、如图所示电路中，S由2合向1后(0+) =0A,iL(oo )=2 1t =_s D. iL ( 0+) =_ A,3()iL(oo )=2A,3-A,22T = S3t =0.5s4A,uL(0+)= V33A.i1(0+)=2A,i

10、2 (0+)=2A,uL(0+)=0V B. i1(0+)=0A,i2 (0+)=第3题图第4题图三、填空题1、如图所示，开关 S断开前，电路已经达到稳定状态，当8 A,i2 (0+)=2 A,uL(0+)=- I6 V第5题图t=0时刻开关S断开，则初始值i(0+)= A，电路的时间常数 = S，稳定后 uc( o)=。0 5t2、如图所示电路中，t=0时开关S闭合，这时iL= (1-e- ) A,可知该电路的时间常数t =3、如图电路，开关S闭合前已处于稳定，在t=0时闭合S,则i(O+)= mA , i( o)= A第1题图第2题图第3题图5、如图所示电路，t O时iL(t) =4e-2tA,则电阻 R= O时的 i1 , i2 及 iL。s,电感L=，初始值iL(0+)=.2、如图所示， K是R=250Q，的继电器，吸合时其电感 L=25H, R1=230Q , E=24V,继电 器的释放电流为0. 004A,问S闭合后多长时间继电器开始释放？(e-0.693=0. 5，e- 2.5 =0.08,5e =0.00674)11 Ri1J3、试用三要素法写出