1、一階電路的三要素法作者:日期:12.2 一階電路的三要素法考綱要求：1、理解瞬態(tài)過程中時間常數(shù)的物理意義。2、掌握一階電路瞬態(tài)過程中電流、電壓初始值、穩(wěn)態(tài)值和時間常數(shù)的計(jì)算。教學(xué)目的要求：1、理解瞬態(tài)過程中時間常數(shù)的物理意義。2、掌握一階電路瞬態(tài)過程中電流、電壓初始值、穩(wěn)態(tài)值和時間常數(shù)的計(jì)算。教學(xué)重點(diǎn)：一階電路瞬態(tài)過程中電流、電壓初始值、穩(wěn)態(tài)值和時間常數(shù)的計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn)：一階電路瞬態(tài)過程中電流、電壓初始值、穩(wěn)態(tài)值和時間常數(shù)的計(jì)算。 課時安排：4節(jié)課型：復(fù)習(xí)教學(xué)過程：【知識點(diǎn)回顧】一、 一階線性電路：。二、一階電路的三要素： 、。應(yīng)用三要素條件：。三、 應(yīng)用三要素電路中各部分電壓、電流的表達(dá)式：

2、。四、應(yīng)用三要素解題步驟：1、 作出t=0-（穩(wěn)態(tài)1）時的等效電路圖，求出 uc（0-）和iL（O-）；此時在穩(wěn)態(tài) 1 時，電容可看作 ，電感可看作 。2、作出t=0+時的等效電路圖， 根據(jù)換路定理確定 uc（ 0+）和iL（0+），其他的初始值按t=0+ 時刻的等效電路，依據(jù)基爾霍夫定律計(jì)算確定。此時在換路瞬間，電容未儲能，則電容可看作 ，若電容儲能，則電容可看作。電感未儲能，則電感可看作 ，若電感儲能，則電感可看作 。3、 作出t= s（穩(wěn)態(tài)2）時的等效電路圖，根據(jù)基爾霍夫定律求出所要求得f（ g）。此時在穩(wěn)態(tài) 2時，電容可看作 ，電感可看作 。4、 求時間常數(shù)t :把儲能元件斷開，畫出無

3、源二端網(wǎng)絡(luò)的電路圖，求出兩端的等效電阻R。此時在RC電路中，t =;在RL電路中，t =。5、 寫出電壓或電流的表達(dá)式： 。 【課前練習(xí)】一、判斷題1、 初始值、有效值、時間常數(shù)稱為一階電路的三要素。（）2、 一階RC放電電路，換路后的瞬態(tài)過程和R有關(guān)，R越大，瞬態(tài)過程越長。（）3、 穩(wěn)態(tài)電路中的電壓、電流一定是不隨時間變化的。（）二、選擇題1、一只已充電壓100V的電容器，經(jīng)一電阻放電，經(jīng)20S后電壓降壓到 67V,則時間常數(shù)t的值約為（）A . 20S B .大于20S C .小于20S D.無法計(jì)算2、如圖所示，開關(guān)A. uc(0+)=8 V, uc(C. uc(0+)=O V. uc(

4、S斷開前電路已處于穩(wěn)態(tài)，當(dāng)o )=OV, t =4uS Bo )=8V. t =1uS DS斷開前電路已處于穩(wěn)態(tài)3、如圖所示電路，開關(guān)A.uc(O+)=4V,i1(0+)=1A,ic(O+)=1AC. uc(O+)=0V,i1(0+)=3A,ic(O+)=3A4、如圖電路，S閉合前電路已穩(wěn)定，在t=0時開關(guān)斷開，則(.uc(0+)=4 V, uc(o )=0V,.uc(0+)=8 V, uc( o )=4V, ,則S斷開后初始瞬間 ()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時S閉合，則(uc(0+)=-2V,uc(.uc(0+)=-2V,uc(D第3題圖°6V 6T第2題圖三、填空題1、圖示電路，S閉合前為穩(wěn)態(tài)， 電路的時間常數(shù)T = S 。2、如圖S斷開前電路處于穩(wěn)態(tài)，在 t=0時刻斷開S,T = _。3、電路如圖所示，S斷開前電路已處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t=0時，開關(guān)閉合，則)2.qo )= V, t =6s3、2. _ o )= V, t =3siL(O+)= A , iL( o )=,則 uc(O+)= V , uc( o )= V

6、,t=0時刻，斷開開關(guān)S,貝U iL(O+)O )=, T = .圖示的電路中，開關(guān)S閉合前電路已處于穩(wěn)態(tài)，在的初始值uc(O+)= V ，穩(wěn)態(tài)值uc( o ) = ViL(5、t=0時，將開關(guān),電路的時間常數(shù)S閉合，電容上電壓uS6、電路如圖所示，在開關(guān)閉合前電路已處于穩(wěn)態(tài)，在開關(guān)S 閉合后，uc(O+)=,T =第4題圖.6A (C +3口主1F -第6題圖7、 已知某電容過渡過程電壓uc(t)=(10+6e-20t) V,可知其穩(wěn)態(tài)值Uc( )=丄 .初始值uc(O+)= V;時間常數(shù) t = S.8、 如圖所示，開關(guān) S斷開前，電路已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)t=0時刻開關(guān)S斷開，則初 始值i

7、c(O+)= A，電路的時間常數(shù)t = s ，穩(wěn)定后uc( g)= V 。9、已知如圖所示電路，開關(guān)s閉合前處于穩(wěn)態(tài)在t=0時刻開關(guān)閉合，初始值uc(0+)=，時間常數(shù)V，穩(wěn)態(tài)值uc( g )= V第8題圖四、分析計(jì)算題1、如圖所示電路中，當(dāng) t=0時開關(guān)閉合，將電阻 R2短接，換路前電路已處于穩(wěn)態(tài)，L=2H,試用三要素法求解電路中的電流 iL、電壓uL和uRI。2、如圖所示，E=20V, R1=12kQ , R2=6kQ , C1=10uF, C2=20uF。電容元件原先均末儲能, 當(dāng)S閉合后，求uc。【例題講解】例1:如圖所示電路中，電路原已穩(wěn)定,R1=20Q , R2=20Q , R3=

8、10Q , L=1H E=10V,試求：在t=0瞬間將開關(guān)S接通后的電感電壓 uL (t)t=0時刻開關(guān)斷開。【課后練習(xí)】一、判斷題1、應(yīng)用三要素法時，電路必須是線性的，電路中只有一個獨(dú)立的儲能元件, 刻進(jìn)行換路。 ()2、電路的瞬態(tài)過程是短暫的，其時間的長短是由電路的參數(shù)決定的。3、在一階過渡過程中，過渡過程所需要的時間等于電路的時間常數(shù)二、選擇題1、電路如圖所示,A. 12e - 5 t并且在t=0時2、如圖所示電路,t=0時開關(guān)閉合，B . 12e- - C2t > O 時，i(t)12 18, e- t55(12e-52t<0時電路已穩(wěn)定,t=0時開關(guān)扳至2。已知Is=25

9、 Ao 若例2:圖示電路中，已知 Us=50 V, R仁R2=5kQ, C=2uF。開關(guān)K在1位時，電路處于穩(wěn)態(tài)。 t=0時，K由1位打向2位，求：(1)電容電壓uc和電路電流i的解析式；K 打向2位經(jīng)20 ms時電容電壓和電路電流的大小。【鞏固練習(xí)】1、如圖，換路前電路已處于穩(wěn)態(tài), 求：uc(O+) .、uc( g)、uC(t)。R吸收的能量為10J ,則L=(t從Og,電阻A . 1H B.1H C . 2H D.2、5 H2H6Q第1題圖第2題圖3、如圖所示，t=0時開關(guān)閉合，t > 0時，uc(t)為()A.-100(1-e000t )V B.- 5O+5Oe0t)V C . -

10、100 e 400t V D. -50(1- e00t )V4、如圖，R1=1Q , R2 =R3=2Q , L=2H, U=2V,開關(guān)長期合在 1的位置。當(dāng)將開關(guān)合到 2的 位置后，則 ()2>A . iL ( 0+) =A iL( o)=oa , t =0.5s B. iL 322C . iL (0+) =_A, iL( o)=A,335、如圖所示電路中，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,i2 (0+)

11、=2A,uL(0+)=0V B. i1(0+)=0A,i2 (0+)=第3題圖第4題圖三、填空題1、如圖所示，開關(guān) S斷開前，電路已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)8 A,i2 (0+)=2 A,uL(0+)=- I6 V第5題圖t=0時刻開關(guān)S斷開，則初始值i(0+)= A，電路的時間常數(shù) = S，穩(wěn)定后 uc( o)=。0 5t2、如圖所示電路中，t=0時開關(guān)S閉合，這時iL= (1-e-' ) A,可知該電路的時間常數(shù)t =3、如圖電路，開關(guān)S閉合前已處于穩(wěn)定，在t=0時閉合S,則i(O+)= mA , i( o)= A第1題圖第2題圖第3題圖5、如圖所示電路，t<0時電路已穩(wěn)定,t=O時將S1打開，同時將 S2閉合，t > O時iL(t) =4e-2tA,則電阻 R=<第5題圖四、分析計(jì)算題1、如圖換路前電路處于穩(wěn)態(tài)，試用三要素法，求t > O時的 i1 , i2 及 iL。s,電感L=，初始值iL(0+)=.2、如圖所示， K是R=250Q，的繼電器，吸合時其電感 L=25H, R1=230Q , E=24V,繼電 器的釋放電流為0. 004A,問S閉合后多長時間繼電器開始釋放？(e-0.693=0. 5，e- 2.5 =0.08,5e =0.0067