电路暂态过程及教学探究
总结,不必列出和求解电路的微分方程,直接计算出待求变量的初始值、稳态值和电路的时间常数即可,具有简捷、方便的优点,以便帮助学生更好地理解该部分内容。
一阶电路的三要素法基本步骤:
1.求初始值y(0+)
(1)画出t=0-时刻(换路前)等效电路,求出uc(0-)或iL(0-)。注意:此时电容开路,电感短路。
(2)由换路定律得:uc(0+)=uc(0-),iL(0+)=iL(0-)。
(3)画出t=0+时刻(换路后)等效电路,列电压方程,求出y(0+)。此时电容用电压值为uc(0+)=uc(0-)的电压源置换,电感用电流值为iL(0+)=iL(0-)的电流源置换。
2.求稳态值y(∞)
画出t=∞时刻(暂态过程结束后)的等效电路,求出y(∞)。注意:此时电容开路,电感短路。
3.求时间常数τ
4.依据下列公式写出所求变量的函数表达式
當然,也可以只求出电容电压uc或iL的三要素,然后利用三要素法写出uc或iL的解析式,再以uc或iL的解析式为依据,求出其他电压、电流的解析式。
四、结语
电路暂态过程作为一种重要的物理现象,有利有弊,我们必须明确产生原因和内外因素,才能在实际中扬长避短,在中职教学中,特别要因材施教,化难为易、化繁为简,定性为主、定量为辅,避开高等数学的繁杂推导,采用演示、实验、图像直观显示和三要素法简单计算的多种形式,实践证明,这不失是一种好的教学方法,尚可在电专业的很多课程中借鉴实施。
参考文献:
[1]王兆义,莫培玲.电工技术基础与技能[M].北京:机械工业出版社,2010.
[2]李文联.RC电路的暂态过程探究式实验教学[J].物理实验,2003,23(9):23-25.
[3]霍德华.电容器充放电及RC暂态过程教学体会[J].职业(下旬),2003(10):74.
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