《瞬態(tài)過程》教案_第1頁
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《瞬態(tài)過程》教學設計設計者:陜西省黃龍縣職業(yè)中學劉魁飛715700【教學內容】瞬態(tài)過程(高等教育出版社《電工基礎》第2版周紹敏主編第13章)【教學目標】了解瞬態(tài)過程、換路定律和一階電路初始值的計算;了解RC電路瞬態(tài)過程中電壓和電流的變化規(guī)律。能確定時間常數、初始值和穩(wěn)態(tài)值三個要素。了解RL電路瞬態(tài)過程中電壓和電流的變化規(guī)律。能確定時間常數、初始值和穩(wěn)態(tài)值三個要素。了解用三要素法分析一階電路的方法?!局攸c難點】重點:1、換路定律。2、一階電路初始值、時間常數和穩(wěn)態(tài)值的概念和計算。難點:1、換路定律和初始值的求解。2、一階電路的分析?!窘虒W方法】(1)采用案例、啟發(fā)式教學法。(2)采取了由淺入深、循序漸進的教學策略,以舉例講解為主流程。(3)運用“引—激—舉—總結”的課堂教學模式?!窘虒W資源】自制演示課件、多媒體機房、投影儀【教學時間】2課時【教學過程】第一環(huán)節(jié):導入新課(第1課時)師:火車在車站發(fā)車時,從停車的穩(wěn)態(tài)可能直接(即不需要過程)達到每小時80Km勻速運動的穩(wěn)態(tài)嗎?電動機起動前是靜止不動的,是一種穩(wěn)態(tài),可能起動后直接達到一定轉速,即另一穩(wěn)定狀態(tài)嗎?生:不可能。師:凡是事物的運動和變化,從一種穩(wěn)態(tài)轉換到另一種新的穩(wěn)態(tài),是不可能發(fā)生突變的,需要經歷一定的過程(需要一定的時間),這個物理過程就叫做瞬態(tài)過程,類似的現象在電路中也存在,現在就讓我們一起來學習吧!一瞬態(tài)過程設計意圖:問題導入,激發(fā)學生的學習興趣。當開關接到“1”穩(wěn)態(tài)時,即Uc1=E,當t=0時,開關由“1”扳向“2”時,其電壓不可能馬上至0,但放電結束后Uc1=0,如果將Uc1=E和Uc1=0看成開關S動作前后的兩個穩(wěn)態(tài),那么從前者到后者之間的變化過程就是瞬態(tài)過程。b.同樣,通過第六章的自感實驗我們也能得到相同的結果。(學生自己看書理解)綜上所述,引起電路瞬態(tài)過程的原因有兩個,即外因和內因。板書:產生瞬態(tài)過程原因:a.內因:電路中含有儲能元件(或叫動態(tài)元件)。b.外因:電路的接通或斷開、電源的變化、電路參數的變化、電路的改變等。引起瞬態(tài)過程的電路變化叫做換路。設計意圖:讓學生了解電路的瞬態(tài)過程,從而為換路定律的學習打下基礎。2、換路定律:直流電路中存在儲能元件(如電容、電感)時,由于其能量不能產生突變,因而引起瞬態(tài)過程。_1由他=2CU2可得其能量不能發(fā)生突變,故電容上的電壓Uc不能躍變。W=—li2由Wi2li可得其能量不能發(fā)生突變,故電感上的電流il不能躍變。故換路定律為:Uc(0+)=Uc(0_)il(0+)=il(0一)必須指出的是:在電路換路時,只有電感中的電流和電容上的電壓不能躍變,電路中其他部分的電壓和電流都可能躍變。3、電壓、電流的初始值計算設計意圖:由于本章教材上內容較多,學生在學習過程中容易抓不住重點,因此采用教師講解、學生理解為主,讓學生在一節(jié)課時間內掌握瞬態(tài)過程的概念,能夠正確計算利用換路定律、基爾霍夫定律及歐姆定律求解初始值的基本知識即可。為下一節(jié)學習三要素法分析電路打下基礎。在分析電路的瞬態(tài)過程時,換路定律和基爾霍夫定律是兩個重要依據,可以用來確定瞬態(tài)過程的初始值(t=0+時的值)。其步驟是:首先根據換路定律求出Uc(0+)和iL(0+),然后根據基爾霍夫定律及歐姆定律求出其他有關量的初始值。小結本節(jié)知識,學生練習利用換路定律求解初始值。第三環(huán)節(jié):(第2課時)1、導入新課:師:上一課時我們學習了換路定律,利用換路定律我們可以求解瞬態(tài)過程的初始值。那么求初始值有什么用處呢?2、一階電路的三要素法:(1)什么是一階電路:只含有一個儲能元件或可等效為一個儲能元件的線性電路,不論是簡單的或復雜的,它的電路方程都是一階常系數線性微分方程,這種電路叫做一階線性電路。(2)一階電路的瞬態(tài)過程規(guī)律:電路變量由初始值向新的穩(wěn)態(tài)值過渡,并且是按照指數規(guī)律逐漸趨向新的穩(wěn)態(tài)值,趨向新穩(wěn)態(tài)值的速率與時間常數有關。故只要知道換路后的初始值、穩(wěn)態(tài)值和時間常數這三個要素,就能直接寫出一階電路瞬態(tài)過程的解,這就是一階電路的三要素法。3、三要素的內容是:f(0+):電路的初始狀態(tài);f(8):電路的穩(wěn)定狀態(tài)或終狀態(tài);T:換路后電路的時間常數。/ _tf")=fQ)+[f(0)—fQ)]e°+4、一階三要素法公式:5、計算方法:.f(0+)可根據換路定律求得。.f(8)是電容相當于開路,電感相當于短路時,求得的新穩(wěn)態(tài)值。.時間常數t在同一電路中只有一個值,t=RC或 ,其中R應理解為換路后的電路中從儲能元件(C或L)兩端看進去的輸入電阻。第四環(huán)節(jié):實戰(zhàn)練習(第2課時)一階電路瞬態(tài)過程的計算舉例:(1)電感電路的計算:例1:略(2)電容電路的計算例2:略設計意圖:先給出公式及公式中每一個符號的意義,然后讓學生在做題中去領會和加以熟練應用。第五環(huán)節(jié):教師總結(第2課時)教師總結本章重點內容:1、換路定律:Uc(0+)=Uc(0-)l(0+)=il(0-)2、瞬態(tài)過程的三要素分析法: 工f(t)=f3)+[f(0)-f3)]e工+(1)公式:(2)瞬態(tài)過程中描述電路的三要素f(0+):電路的初始狀態(tài);f(8):電路的穩(wěn)定狀態(tài)或終狀態(tài);T:換路后電路的時間常數。第六環(huán)節(jié):瞬態(tài)過程實驗演示(第2課時)設計

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