电路的过渡过程及换路定律

关于电路的过渡过程及换路定律第1页，共18页，2022年，5月20日，12点12分，星期五本单元简介(新课导入)

5.1电路的过渡过程及换路定律

5.2RC电路过渡过程及三要素法

5.3RL电路过渡过程

5.4积分电路与微分电路第2页，共18页，2022年，5月20日，12点12分，星期五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3页，共18页，2022年，5月20日，12点12分，星期五5-1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，不存在过渡过程。名词：稳态、暂态（电动机起动、制动过程）第4页，共18页，2022年，5月20日，12点12分，星期五1.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5页，共18页，2022年，5月20日，12点12分，星期五电容为储能元件，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6页，共18页，2022年，5月20日，12点12分，星期五

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7页，共18页，2022年，5月20日，12点12分，星期五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8页，共18页，2022年，5月20日，12点12分，星期五2.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9页，共18页，2022年，5月20日，12点12分，星期五换路定律内容: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10页，共18页，2022年，5月20日，12点12分，星期五

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11页，共18页，2022年，5月20日，12点12分，星期五3.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12页，共18页，2022年，5月20日，12点12分，星期五换路时电压方程:不能突变

发生了突变根据换路定理解:iLUKt=0uLuR例1求:已知:R=1kΩ,L=1H,U=20V、设时开关闭合,开关闭合前第13页，共18页，2022年，5月20日，12点12分，星期五例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14页，共18页，2022年，5月20日，12点12分，星期五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15页，共18页，2022年，5月20日，12点12分，星期五小结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16页，共18页，2022年，5月20日，12点12分，星期五课堂训练提示：先画出

t=0-时的等效电路画出t=0+时的等效电路的作用）求t=0+各电压值。10mAiK