第十章第十章 瞬态过程瞬态过程第二节第二节 RCRC串联电路的瞬态过程串联电路的瞬态过程第一节第一节 瞬态过程和换路定律瞬态过程和换路定律电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社第一节第一节 瞬态过程和换路定律瞬态过程和换路定律【学习目标学习目标】1.1.理解瞬态过程，了解瞬态过程在工程技术理解瞬态过程，了解瞬态过程在工程技术中的应用。中的应用。2.2.理解换路定律，能运用换路定律求解电路理解换路定律，能运用换路定律求解电路的初始值。的初始值。 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【观察与思考观察与思考】电路的瞬态过程电路的瞬态过程电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社1.1.瞬态过程瞬态过程l瞬态过程和换路定律瞬态过程和换路定律 瞬态过程：瞬态过程：凡是事物的运动和变化，从一种稳态转换到另一种新的稳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），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。瞬态过程也叫过渡过程或暂态过程。这个物理过程就叫做瞬态过程。瞬态过程也叫过渡过程或暂态过程。 引起电路瞬态过程的原因：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。电路中必须含有储能元件。 换路：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。件时，在换路后通常有一个瞬态过程。 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社2.2.换路定律换路定律l瞬态过程和换路定律瞬态过程和换路定律 换路定律：换路定律：设设t t=0=0为换路瞬间，而以为换路瞬间，而以t=0-表示换路前的终了瞬间，表示换路前的终了瞬间，t=0+表示换路后的初始瞬间。从表示换路后的初始瞬间。从t=0-到到t=0+瞬间，电容元件上的电压和电感元瞬间，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。件中的电流不能跃变，这叫做换路定律。 小提示：小提示：在电路换路时，只有电感中的电流和电容上的电在电路换路时，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。压不能跃变，电路中其他部分的电压和电流都可能跃变。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社3.3.电压、电流初始值的计算电压、电流初始值的计算l瞬态过程和换路定律瞬态过程和换路定律 在分析电路的瞬态过程时，在分析电路的瞬态过程时，换路定律换路定律和和基尔霍夫定律基尔霍夫定律是两个重要是两个重要依据，可以用来确定瞬态过程的初始值（依据，可以用来确定瞬态过程的初始值（ t t=0=0+ +的值的值 ）。其步骤是：）。其步骤是：首先根据换路定律求出首先根据换路定律求出u uc c(0(0+ +) )和和i iL L(0(0+ +) )，然后根据基尔霍夫及欧姆定，然后根据基尔霍夫及欧姆定律求出其他有关量的初始值。律求出其他有关量的初始值。 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【例例1 1】如下图如下图所示电路中，已知所示电路中，已知E E3V3V，白炽灯的等效电阻，白炽灯的等效电阻R R2 2 ，开，开关关S S闭合前，电容两端电压为零。试求开关闭合前，电容两端电压为零。试求开关S S闭合瞬间电路中的电流闭合瞬间电路中的电流i i、白白炽灯两端电压炽灯两端电压u uR R、及、及C C两端电压两端电压u uC C。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社、1.1.瞬态过程瞬态过程2.2.换路定律换路定律3.3.电压、电流初始值的计算电压、电流初始值的计算【课堂小结课堂小结】【课后作业课后作业】“学习辅导与练习学习辅导与练习”同步训练中的同步训练中的10.110.1电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社第二节第二节 RCRC串联电路的瞬态过程串联电路的瞬态过程【学习目标学习目标】1.1.了解了解RCRC串联电路瞬态过程。串联电路瞬态过程。2.2.理解时间常数的概念，了解时间常数在电理解时间常数的概念，了解时间常数在电气工程技术中的应用，能解释影响其大小的气工程技术中的应用，能解释影响其大小的因素。因素。 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【观察与思考观察与思考】RC电路的充电过程电路的充电过程电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社1.1. RCRC电路的充电过程电路的充电过程lRC串联电路的瞬态过程串联电路的瞬态过程RCRC电路的充电电流按指电路的充电电流按指数规律变化。其数学表达数规律变化。其数学表达式为：式为： 电阻两端电压和电容两电阻两端电压和电容两端电压的数学表达式为：端电压的数学表达式为： 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社2.2.时间常数时间常数lRC串联电路的瞬态过程串联电路的瞬态过程 把把RCRC的乘积叫时间常数，以的乘积叫时间常数，以 表示，即 RCRC。其单位是秒（其单位是秒（s s）。）。时间常数时间常数 反映电容器充电速率。反映电容器充电速率。 越大，充电速度越慢，瞬态过程越长；越大，充电速度越慢，瞬态过程越长； 越小，充电速度越快，瞬态过程越短。越小，充电速度越快，瞬态过程越短。 3.RC3.RC电路的放电过程电路的放电过程电容器通过电阻放电的电流和电容器两端的电压都按指数变化变化，其电容器通过电阻放电的电流和电容器两端的电压都按指数变化变化，其数学表达式为：数学表达式为：电容器放电时放电容器放电时放电电流和电容两电电流和电容两端电压的变化端电压的变化在电气工程上，通常在电气工程上，通常通过改变电容器容量通过改变电容器容量的大小或电阻的阻值的大小或电阻的阻值来改变时间常数的大来改变时间常数的大小小 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社1.1.RCRC电路的充电过程电路的充电过程2.2.时间常数时间常数3.3.RCRC电路的放电过程电路的放电过程【课堂小结课堂小结】【课后作业课后作业】“学习辅导与练习学习辅导与练习”同步训练中的同步训练中的10.210.2