第十章-瞬態(tài)過(guò)程(2+4)

1、第十章 瞬態(tài)過(guò)程【課題名稱】 10.1 瞬態(tài)過(guò)程與換路定律【課時(shí)安排】 1課時(shí)（45分鐘）【教學(xué)目標(biāo)】 1理解瞬態(tài)過(guò)程，了解瞬態(tài)過(guò)程在工程技術(shù)中的應(yīng)用。 2理解換路定律，能運(yùn)用換路定律求解電路的初始值?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】 重點(diǎn)：運(yùn)用換路定律求解電路的初始值【教學(xué)難點(diǎn)】 難點(diǎn)：運(yùn)用換路定律求解電路的初始值【關(guān)鍵點(diǎn)】 對(duì)于換路定律的理解【教學(xué)方法】 講授法、談話法、理論聯(lián)系實(shí)際法、多媒體展示法、類比法【教具資源】 多媒體課件【教學(xué)過(guò)程】 一、導(dǎo)入新課教師可通過(guò)如圖10.1所示的實(shí)驗(yàn)電路或結(jié)合多媒體仿真技術(shù)，向?qū)W生展示當(dāng)合上開關(guān)S后三個(gè)燈的變化過(guò)程，即白熾燈EL1立刻正常發(fā)光；白熾燈EL2是逐漸變亮的，經(jīng)

2、過(guò)一段時(shí)間達(dá)到與白熾燈EL1同樣的亮度；白熾燈EL3閃亮一下就不亮了，為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？以此引出瞬態(tài)過(guò)程的概念。圖10.1 實(shí)驗(yàn)電路二、講授新課教學(xué)環(huán)節(jié)1：瞬態(tài)過(guò)程 教師活動(dòng)：教師可通過(guò)多媒體動(dòng)畫或結(jié)合與學(xué)生生活密切相關(guān)的一些實(shí)際例子，如火車的啟動(dòng)、電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)等等都需要一個(gè)過(guò)程，又如電容器的充電過(guò)程，來(lái)講解瞬態(tài)過(guò)程的概念，幫助學(xué)生理解瞬態(tài)過(guò)程。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生可在教師的引導(dǎo)啟發(fā)下理解、領(lǐng)會(huì)瞬態(tài)過(guò)程的概念。知識(shí)點(diǎn)：瞬態(tài)過(guò)程：瞬態(tài)過(guò)程也叫過(guò)渡過(guò)程或暫態(tài)過(guò)程。一般地說(shuō)，事物的運(yùn)動(dòng)和變化，通常都可以區(qū)分為穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)兩種不同的狀態(tài)。凡是事物的運(yùn)動(dòng)和變化，從一種穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種新的穩(wěn)態(tài)，是不可能發(fā)生

3、突變的，需要經(jīng)歷一定的過(guò)程（需要一定的時(shí)間），這個(gè)物理過(guò)程就叫做瞬態(tài)過(guò)程。電容器的充電過(guò)程，就是一個(gè)瞬態(tài)過(guò)程。RL電路接通直流電源時(shí)也會(huì)發(fā)生瞬態(tài)過(guò)程。引起電路瞬態(tài)的原因：引起電路瞬態(tài)過(guò)程的原因有兩個(gè)，即外因和內(nèi)因。電路的接通或斷開、電源的變化、電路參數(shù)的變化、電路的改變等都是外因；內(nèi)因即電路中必須含有儲(chǔ)能元件。換路：引起瞬態(tài)過(guò)程的電路變化叫做換路。電路中具有電感或電容元件時(shí)，在換路后通常有一個(gè)瞬態(tài)過(guò)程。教學(xué)環(huán)節(jié)2：換路定律 教師活動(dòng)：教師盡可能讓學(xué)生自學(xué)或采用學(xué)生易于理解的方式講解換路定律。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生可在教師的指導(dǎo)下理解換路定律基本含義。知識(shí)點(diǎn)：換路定律：設(shè)為換路瞬間，而以表示換路前的終了

4、瞬間，表示換路后的初始瞬間。從到瞬間，電容元件上的電壓和電感元件中的電流不能躍變，這叫做換路定律。用公式表示為換路前，如果儲(chǔ)能元件沒(méi)有儲(chǔ)能，那么在換路的一瞬間，電容相當(dāng)于短路；，電感相當(dāng)于開路注意：在電路換路時(shí)，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。教學(xué)環(huán)節(jié)3：電壓、電流初始值的計(jì)算教師活動(dòng)：教師可通過(guò)12個(gè)具體典型的例子，舉例說(shuō)明電壓、電流初始值的計(jì)算方法與過(guò)程。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生可在教師的引導(dǎo)下學(xué)習(xí)電壓、電流初始值的計(jì)算方法與過(guò)程。知識(shí)點(diǎn)：圖10.2【例】如圖10.2電路中，已知E3V，白熾燈的等效電阻R2W，開關(guān)S閉合前，電容兩端電壓為零。試求開關(guān)S閉

5、合瞬間電路中的電流、白熾燈兩端電壓及C兩端電壓。注意：在實(shí)際工作中要特別注意電路的瞬態(tài)過(guò)程現(xiàn)象。它會(huì)使電路中出現(xiàn)過(guò)電流或過(guò)電壓情況，有可能損壞電路元件或設(shè)備，但是在家用電器和廣播通信設(shè)備中可以利用電路的瞬態(tài)過(guò)程來(lái)工作。三、課堂小結(jié)教師與學(xué)生一起回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)如下：1瞬態(tài)過(guò)程。2換路定律。3電壓、電流初始值的計(jì)算。 四、課堂練習(xí) “學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與練習(xí)”同步訓(xùn)練10.1中的部分內(nèi)容五、課后作業(yè)“學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與練習(xí)”同步訓(xùn)練10.1中的部分內(nèi)容【課題名稱】 10.2 RC串聯(lián)電路的瞬態(tài)過(guò)程【課時(shí)安排】 1課時(shí)（45分鐘）【教學(xué)目標(biāo)】 1了解RC串聯(lián)電路瞬態(tài)過(guò)程。 2理解時(shí)間常數(shù)的概念，了

6、解時(shí)間常數(shù)在電氣工程技術(shù)中的應(yīng)用，能解釋影響其大小的因素。【教學(xué)重點(diǎn)】 重點(diǎn)：時(shí)間常數(shù)在電氣工程技術(shù)中的應(yīng)用【教學(xué)難點(diǎn)】 難點(diǎn)：RC串聯(lián)電路瞬態(tài)過(guò)程中電壓、電流的變化情況【關(guān)鍵點(diǎn)】 對(duì)于RC串聯(lián)電路瞬態(tài)過(guò)程的理解【教學(xué)方法】 講授法、談話法、多媒體展示法【教具資源】 多媒體課件【教學(xué)過(guò)程】 一、導(dǎo)入新課教師可結(jié)合多媒體動(dòng)畫，從學(xué)生已經(jīng)熟悉的電容器的充電過(guò)程和放電過(guò)程為教學(xué)的起點(diǎn)來(lái)展開教學(xué)，可讓學(xué)生回憶并回答電容器充電與放電過(guò)程中電路中的電流、電容器兩端電壓的變化情況。然后可進(jìn)一步讓學(xué)生回答它們分別是按什么規(guī)律變化的呢？電路充放電的時(shí)間跟哪些參數(shù)有關(guān)？等等，從而引出本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容。二、講授新課

7、教學(xué)環(huán)節(jié)1： RC電路充電過(guò)程中電壓、電流的變化規(guī)律教師活動(dòng)：教師可通過(guò)分析電容器充電開始與結(jié)束時(shí)電壓、電流的值作為學(xué)生學(xué)習(xí)的起點(diǎn)，然后直接告訴學(xué)生電壓、電流是按指數(shù)規(guī)律變化的，同時(shí)給出變化的具體公式。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生可在教師的引導(dǎo)啟發(fā)下了解電壓、電流的規(guī)律變化。知識(shí)點(diǎn)：電壓、電流的數(shù)學(xué)表達(dá)式：充電電流數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 。電阻兩端的電壓的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：電容兩端的電壓的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： ）即電流按指數(shù)規(guī)律上升，電阻兩端電壓也按指數(shù)規(guī)律上升，電容兩端的電壓按指數(shù)規(guī)律下降。教學(xué)環(huán)節(jié)2：時(shí)間常數(shù)教師活動(dòng)：教師可根據(jù)這些電壓、電流的變化規(guī)律解釋時(shí)間常數(shù)的含義。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生可在教師的引導(dǎo)下理解時(shí)間常數(shù)的含義，

8、并進(jìn)行一定的練習(xí)。知識(shí)點(diǎn)：時(shí)間常數(shù)：時(shí)間常數(shù)以t 表示，t RC。時(shí)間常數(shù)t 反映電容器充電速率。t 越大，充電速度越慢，瞬態(tài)過(guò)程越長(zhǎng)；t 越小，充電速度越快，瞬態(tài)過(guò)程越短。注意：當(dāng)時(shí)，t 是電容器充電電壓達(dá)到終值的63.2%時(shí)所用的時(shí)間。當(dāng)時(shí)，可認(rèn)為瞬態(tài)過(guò)程結(jié)束。教學(xué)環(huán)節(jié)3：RC電路放電過(guò)程中電壓、電流的變化規(guī)律教師活動(dòng)：教師可通過(guò)分析電容器放電開始與結(jié)束時(shí)電壓、電流的值作為學(xué)生學(xué)習(xí)的起點(diǎn)，然后直接告訴學(xué)生放電時(shí)電壓、電流是按指數(shù)規(guī)律變化的，同時(shí)給出變化的具體公式。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生可在教師的引導(dǎo)啟發(fā)下了解電壓、電流的規(guī)律變化。知識(shí)點(diǎn)：電容器通過(guò)電阻放電的電流和電容器兩端的電壓都按指數(shù)變化變化，

9、其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：放電快慢由時(shí)間常數(shù)t 決定，t 越大放電就越慢。提示：在電氣工程上，通常通過(guò)改變電容器容量的大小或電阻的阻值來(lái)改變時(shí)間常數(shù)的大小。三、課堂小結(jié)教師與學(xué)生一起回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)如下：1RC電路充電過(guò)程中電壓、電流的變化規(guī)律。2時(shí)間常數(shù)。3RC電路放電過(guò)程中電壓、電流的變化規(guī)律。 四、課堂練習(xí) “學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與練習(xí)”同步訓(xùn)練10.2中的部分內(nèi)容五、課后作業(yè)“學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與練習(xí)”同步訓(xùn)練10.2中的部分內(nèi)容【課題名稱】綜合實(shí)訓(xùn) MF47型萬(wàn)用表的組裝與調(diào)試【課時(shí)安排】 4課時(shí)（180分鐘）【教學(xué)目標(biāo)】1能識(shí)讀MF47萬(wàn)用表的基本電路圖，了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。2能對(duì)MF47萬(wàn)用表的電

10、路元器件進(jìn)行識(shí)別與檢測(cè)。3學(xué)會(huì)裝配、調(diào)試MF47指針式萬(wàn)用表?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】MF47型萬(wàn)用表的組裝與調(diào)試?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】 難點(diǎn)：MF47型萬(wàn)用表的組裝【關(guān)鍵點(diǎn)】 正確識(shí)讀裝配圖【教學(xué)方法】 實(shí)踐操作法、做中學(xué)、個(gè)別輔導(dǎo)、講授法【教具資源】 組裝萬(wàn)用表所需的相關(guān)工具、儀器儀表、MF47型萬(wàn)用表套件【教學(xué)過(guò)程】任務(wù)一 了解基本結(jié)構(gòu)與識(shí)讀電路教師活動(dòng)：教師可根據(jù)已組裝完成的MF47型萬(wàn)用表實(shí)物，結(jié)合多媒體技術(shù)展示MF47型萬(wàn)用表的基本結(jié)構(gòu)、外形及電路圖，并作適當(dāng)?shù)慕忉尯驼f(shuō)明。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生可在教師的指導(dǎo)下認(rèn)識(shí)MF47型萬(wàn)用表的基本結(jié)構(gòu)、外形，閱讀電路圖，以便對(duì)MF47型萬(wàn)用表有一個(gè)總體的感性認(rèn)識(shí)。知識(shí)點(diǎn)

11、：MF47指針式萬(wàn)用表的基本組成有表頭、面板、檔位轉(zhuǎn)換開關(guān)、測(cè)量電路板、電刷等，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖10.3所示。本實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中的面板、表頭、擋位轉(zhuǎn)換開關(guān)、電刷旋鈕、擋位牌等在套件中已經(jīng)做成一體，不需要再組裝。電路圖主要由表頭部分、直流電流測(cè)量部分、交直流電壓測(cè)量部分、直流電阻測(cè)量部分、三極管放大倍數(shù)測(cè)量部分等組成。組成電路的主要元器件有：電阻、電位器、二極管、電容、分流器等。注意：電路圖中電阻阻值未注明者，單位均為W，功率未注明者均為1/4W。任務(wù)二 元器件的識(shí)別與檢測(cè)教師活動(dòng)：教師可根據(jù)各元器件實(shí)物，結(jié)合多媒體技術(shù)展示各種元器件實(shí)物圖，并作適當(dāng)?shù)慕忉尯驼f(shuō)明，介紹其特點(diǎn)和使用方法。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生可在

12、教師的指導(dǎo)下認(rèn)識(shí)各種元器件實(shí)物圖，并學(xué)習(xí)它們的特點(diǎn)和使用方法。圖10.3MF47指針式萬(wàn)用表內(nèi)部結(jié)構(gòu)電刷表頭電路板1.5V電池9V電池轉(zhuǎn)換開關(guān)背面知識(shí)點(diǎn)：主要元器件及檢測(cè)方法： 電阻器：主要會(huì)識(shí)讀其標(biāo)稱阻值并用萬(wàn)用表測(cè)量其實(shí)際阻值。二極管：二極管正負(fù)極性識(shí)別。有一條色帶標(biāo)志的一端為二極管的負(fù)極，另一端為二極管的正極。用萬(wàn)用表測(cè)量判斷二極管質(zhì)量。一般二極管的正向電阻較小，反向電阻較大。電位器：檢測(cè)其標(biāo)稱阻值（指電位器的1、3兩端）是否正常。判斷其質(zhì)量好壞。首先看旋軸轉(zhuǎn)動(dòng)是否平滑，然后檢測(cè)，當(dāng)轉(zhuǎn)軸順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，電位器1、2或2、3兩端的阻值是否從0標(biāo)稱值之間連續(xù)變化。電容器：電容器正負(fù)極性

13、識(shí)別。一般長(zhǎng)引腳為正極，短引腳為負(fù)極。另外，從電容器的外殼也可判斷其正、負(fù)極性，標(biāo)有“”號(hào)的一端為負(fù)極，另一端為正極。電容器質(zhì)量的判別。用萬(wàn)用表的電阻擋“R´1k擋”或“R´10k擋”檢測(cè)電容器的漏電阻，判別其質(zhì)量好壞。保險(xiǎn)絲：看其熔絲是否完好。任務(wù)三 焊接、組裝與調(diào)試教師活動(dòng)：教師可通過(guò)實(shí)際操作，并結(jié)合多媒體的展示，給學(xué)生做焊接、組裝與調(diào)試的示范操作，并強(qiáng)調(diào)操作過(guò)程中的注意事項(xiàng)。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生可仔細(xì)觀察教師或多媒體展示的焊接、組裝與調(diào)試的示范操作過(guò)程，領(lǐng)會(huì)各階段操作要點(diǎn)，可以邊觀察邊模仿。知識(shí)點(diǎn)：1焊接：焊接元器件時(shí)應(yīng)注意：焊接順序是先焊接緊貼在線路板上的元件，如電阻、二

14、極管、分流器等，再焊接高出電路板的元件，如電容、壓敏電阻、電位器等。注意電阻的阻值及二極管、電解電容的正負(fù)極性。焊接分流器R28時(shí)請(qǐng)注意焊接位置，超過(guò)電路板平面最高不超過(guò)2mm，最低以剛好能焊接牢固為好。焊接4個(gè)輸入插孔，將輸入插管從焊接面（銅箔面）插入電路板下部相應(yīng)插孔，并使輸入插孔垂直于電路板方可焊接。焊接電位器WH1，將WH1從電路板焊接面（銅箔面）插入電路板右上角相應(yīng)插孔，焊接時(shí)用烙鐵盡可能快一點(diǎn)（不超過(guò)5秒）焊牢，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)影響電位器3個(gè)鉚合點(diǎn)的接觸可靠性。焊接晶體管插座方法如下：先在元件內(nèi)找出晶體管插片，6個(gè)形狀一樣的細(xì)長(zhǎng)條銅片，將銅片依次插入晶體管插座（形狀是長(zhǎng)方形帶6個(gè)小扁孔的

15、塑料塊），上部不得超過(guò)塑料塊平面，并將下部伸出部分折彎，將折彎部分緊貼在電路板左上角相應(yīng)位置并焊牢。注意：晶體管插座、電位器WH1及四個(gè)輸入插孔都應(yīng)焊在電路板銅箔面，如圖10.4所示。圖10.4晶體管插座、WH1、輸入插孔焊在電路板銅箔面晶體管插座電位器WH1輸入插孔輸入插孔注意：焊接時(shí)，應(yīng)選用30W50W烙鐵，焊錫量60%以上焊錫絲、松香，以確保焊接質(zhì)量。表頭為精密部件，嚴(yán)禁拆卸（I=46.2mA）。2組裝：萬(wàn)用表的面板、表頭、擋位轉(zhuǎn)換開關(guān)等已做成一體，不需要再組裝。焊接好電路板后，可按以下步驟進(jìn)行組裝。將V形電刷片放入電刷旋鈕的方框內(nèi)，方位是正對(duì)擋位開關(guān)旋鈕的白色指示箭頭。如圖10.5所示。將電池夾片插入表頭背面的相應(yīng)插座內(nèi)，1.5V正極用小夾片，1.5V負(fù)極及9V正、負(fù)極都用大夾片，并在1.5V正極到9V負(fù)極之間用短線連接焊牢。圖10.5電刷片的正確放置將焊接好的電路板按規(guī)定卡在萬(wàn)用表的面板背面的三個(gè)卡鉤上，焊接1.5V負(fù)極線、9V正極線，1.5V正極線即可焊在1.5V正夾上，也可焊在9V負(fù)夾上，表頭正極線可焊在D3的負(fù)端，表頭負(fù)極線可焊在R25接地端，也可在卡入電路板之前焊表頭引線，分別焊在B+、B-位置。3調(diào)試在沒(méi)有校試設(shè)備的情況下，可用數(shù)字萬(wàn)用表校準(zhǔn)，方法如下。焊好表頭引線正