教师姓名
授课日期
授课章节/实训工程名称
授课班级 授课形式
课时数
一阶RL电路的零状态与零输入响应
学问目标把握一阶RL电路的零状态与零输入响应
教学目标(学问/力量/素养目标)
力量目标能正确分析一阶RL电路的零状态与零输入响应
素养目标学习力量,查找资料的力量
重点难点及
解决方法
教学方法与手段
教学过程设计
重点:一阶RL电路的零状态与零输入响应难点:一阶RL电路的零状态与零输入响应
解决方案: 1、通过视频、动画、引导等手段将抽象的原理形象化2、通过学生完成每人任务的形式突破难点
工程教学、行动导向教学法;多媒体教学,尝试翻转课堂教学。
1、回忆:上次课内容一阶RC电路的零状态与零输入响应有关内容
2、任务导入及任务引出:通过观看视频明晰一阶RL电路
3、学问预备:一阶RL电路的零状态与零输入响应
4、任务分析:零状态与零输入响应的特点
5、任务实施:进展RL电路的零状态与零输入响应的分析
6、任务拓展:学生自主分析
7、任务检验与总结:对任务实施过程中的学问把握和综合应用进展阶段性的评价。对错误进展订正解,并进展解答及学问补充。
8、布置任务
课外作业
课后体会
教学设计/试验实训工程实施方案
一:回忆
上次课内容RC电路有关内容
二:任务导入及任务引出
任务导入:通过观看视频,引入一阶RL零状态与零输入响应。任务引出:一阶RL零状态与RC零状态响应有哪些区分?播放:视频。
三:学问预备
〔一〕RL零状态响应
一阶RL串联电路,换路前,电感电流为零,电感未储能。在t?0时,开关S闭合。下面分析
自开关S闭合时起至电路进入的稳定状态这段时间内电感中的电流i和电压u 、u 的变化规律
L R
定性分析
开关S闭合瞬间,由于电感电流不能突变,电路中的电流仍旧为零,所以电阻上没有电压,这时电源电压全部加在电感两端,即uL马上从换路前的0突变到US,随着时间的增加,电路中的电流逐
渐增加,u 也随之渐渐增大,与此同时,u 渐渐减小,直至最终电路稳定时,u ?0,电感相当
R L L
于短路,过渡过程完毕,电路进入一个的稳定状态。
定量分析
电感上的零状态响应电压为
di
u ?L L?U
t
e?? (4-14)
L dt S
电感上的零状态响应曲线如图4-12所示。
图一阶RL电路的零状态响应曲线
〔2〕一阶RL电路的零输入响应
一阶RL串联电路,换路前,电感中的电流为I ?
0
U
R0,电感中储存肯定的能量。在t?0时,
1
开关S由位置1拨向位置2处。下面分析自开关闭合后至电路进入的稳定状态这段时间内电感中的电流i和电压uL的变化规律。
图一阶RL电路的零输入响应
定性分析
换路后的电路图见图4-13(b),在开关转换瞬间,由于电感电流不能突变,即
i(0)?i(0)?I,此时电阻端电压u (0)?IR。依据KVL可知,电感上的电压马上从换路前
L ? L ? 0 R ? 0
的零值突变为IR。换路后,随着电阻不断消耗能量,电流i将不断减小,u与u 也不断减小,直
0 R L
至为零,过渡过程完毕,电路进入一个的稳定状态。
定量分析
电感上的零状态响应电压为
di
UL
U
?t/
L
?t/
u ?L LL dt
??I
0
Re R? SRe R 〔4-16〕
R
1
电感上的零状态响应曲线如图4-14所示。电压、电流均以一样的指数规律变化,变化的快慢取决于LR。和电感的零状态响应一样,把??LR称为电路的时间常数。?越大,各电路变量衰减得越慢,过渡过程越长。
四:任务分析
1、任务:电路如以下图所示,US?40V,R?20?,L?5H,开关S闭合前电感未储能,在t?0时开关S闭合。求:t分别等于0、?、?时电路的电流i(t)及电感元件上的电压uL(t)。
L2、电路如图4-15所示。电路原先处于稳定状态,t?0时,翻开开关S。求:电感电流i(t)和
L
电感电压u(t)。
L
五:任务实施
L 5
1、解:依据条件可知?? ?
?0.25s
R 20
〔1〕t?0时i(0)?i(0)?i(0)?0
? ?
t 0
? ?
依据式(4-14)得 u
L
?Ue
S
??40e
0.25?40V
由于电感原先未储能,所以t?0时电感相当于开路。