电工技术基础与技能（第3版）-张金华10.1 瞬态过程与换路定律

10瞬态过程【课题名称】10.1瞬态过程与换路定律【课时安排】1课时（45分钟）【教学目标】1．理解瞬态过程，了解瞬态过程在工程技术中的应用。2．理解换路定律，能运用换路定律求解电路的初始值。【教学重点】重点：运用换路定律求解电路的初始值【教学难点】难点：运用换路定律求解电路的初始值【关键点】对于换路定律的理解【教学方法】讲授法、谈话法、理论联系实际法、多媒体展示法、类比法【教具资源】多媒体课件【教学过程】一、导入新课教师可通过如图10.1所示的实验电路或结合多媒体仿真技术，向学生展示当合上开关S后三个灯的变化过程，即白炽灯EL1立刻正常发光；白炽灯EL2是逐渐变亮的，经过一段时间达到与白炽灯EL1同样的亮度；白炽灯EL3闪亮一下就不亮了，为什么会出现这种现象呢？以此引出瞬态过程的概念。图图10.1实验电路二、讲授新课教学环节1：瞬态过程教师活动：教师可通过多媒体动画或结合与学生生活密切相关的一些实际例子，如火车的启动、电动机的起动等等都需要一个过程，又如电容器的充电过程，来讲解瞬态过程的概念，帮助学生理解瞬态过程。学生活动：学生可在教师的引导启发下理解、领会瞬态过程的概念。知识点：瞬态过程：瞬态过程也叫过渡过程或暂态过程。一般地说，事物的运动和变化，通常都可以区分为稳态和瞬态两种不同的状态。凡是事物的运动和变化，从一种稳态转换到另一种新的稳态，是不可能发生突变的，需要经历一定的过程（需要一定的时间），这个物理过程就叫做瞬态过程。电容器的充电过程，就是一个瞬态过程。RL电路接通直流电源时也会发生瞬态过程。引起电路瞬态的原因：引起电路瞬态过程的原因有两个，即外因和内因。电路的接通或断开、电源的变化、电路参数的变化、电路的改变等都是外因；内因即电路中必须含有储能元件。换路：引起瞬态过程的电路变化叫做换路。电路中具有电感或电容元件时，在换路后通常有一个瞬态过程。教学环节2：换路定律教师活动：教师尽可能让学生自学或采用学生易于理解的方式讲解换路定律。学生活动：学生可在教师的指导下理解换路定律基本含义。知识点：换路定律：设为换路瞬间，而以表示换路前的终了瞬间，表示换路后的初始瞬间。从到瞬间，电容元件上的电压和电感元件中的电流不能跃变，这叫做换路定律。用公式表示为换路前，如果储能元件没有储能，那么在换路的一瞬间，，电容相当于短路；，电感相当于开路注意：在电路换路时，只有电感中的电流和电容上的电压不能跃变，电路中其他部分的电压和电流都可能跃变。教学环节3：电压、电流初始值的计算教师活动：教师可通过1—2个具体典型的例子，举例说明电压、电流初始值的计算方法与过程。学生活动：学生可在教师的引导下学习电压、电流初始值的计算方法与过程。知识点：图10.2【例】如图10.2电路中，已知E＝3V，白炽灯的等效电阻R＝2，开关S闭合前，电容两端电压为零。试求开关S闭合瞬间电路中的电流、白炽灯两端电压及C两端电压。图10.2注意：在实际工作中要特别注意电路的瞬态过程现象。它会使电路中出现过电流或过电压情况，有可能损坏电路元件或设备，但是在家用电器和广播通信设备中可以利用电路的瞬态过程来工作。三、课堂小结教师与学生一起回顾本节课的学习内容，引导学生总结如下：1．瞬态过程。2．换路定律。3．电