电路的动态分析
(电工电子技术)第4章动态电路的分析
在分析动态电路时，首先需要确定电路在初始时刻的电压和电流值，即初始状 态。这些值可以通过电路的连接方式、元件参数以及电路的边界条件来确定。
时间常数分析
总结词
计算电路的时间常数，评估电路的响应速度。
详细描述
时间常数是动态电路的一个重要参数，它决定了电路的响应速度。通过计算时间 常数，可以评估电路在不同时间点的响应情况，进而分析电路的性能。
电阻、电容和电感
用于构建不同的动态电路。
03
示波器
用于观察信号波形。
04
信号发生器
用于产生测试信号。
实验步骤与操作
01
02
03
04
05
1. 搭建电路
2. 连接电源和测 3. 调整参数 试仪器
4. 记录数据
5. 分析数据
根据实验需求，使用电阻 、电容和电感搭建动态电 路。
将电源接入电路，并将示 波器和信号发生器与电路 连接。
。
04
动态电路的实例分析
微分方程的建立与求解
微分方程的建立
根据电路的元件参数和电路结构 ，建立动态电路的微分方程。
微分方程的求解
通过解析法或数值法求解微分方 程，得到电路中电压和电流随时 间变化的规律。
电路的瞬态分析
初始状态分析
确定电路在初始时刻的电压和电流值 ，为瞬态分析提供初始条件。
时间响应分析
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在通信系统中，信号通常 需要在高频下传输，这就 需要使用动态电路来处理 信号。
控制系统
在控制系统中，需要使用 动态电路来控制系统的行 为，以满足特定的要求。
电子设备
许多电子设备，如电视机、 收音机和计算机等，都使 用了动态电路来处理信号 和实现各种功能。
动态电路分析
未来的动态电路将更加注重兼容性与 可扩展性，以适应不同系统和应用的 需求。
感谢您的观看
THANKS
实现方式
采用高级编程语言（如Python、C）或电路设计自动化 软件（如MATLAB、Simulink）进行实现。
优化设计实例分析
实例一
某数字信号处理电路的优化 设计，通过遗传算法对电路 结构进行优化，实现了功耗
降低20%的效果。
实例二
某无线通信收发机的优化设 计，采用模拟退火算法对电 路参数进行优化，提高了信
时域分析法的缺点
计算量大，特别是对于复杂电路，需要求解微分方程， 计算效率较低。
频域分析法
频域分析法的优点
可以方便地处理正弦信号和周期信号，计算量相对较小，特别适合于求解线性时不变电路。
频域分析法的缺点
对于非线性或时变电路，频域分析法可能不适用。
复频域分析法（拉普拉斯变换和傅里叶变换）
要点一
复频域分析法的优点
采用负反馈
通过在系统中引入负反馈，增强系统的稳定性。
05
动态电路的优化设计
优化目标与约束条件
优化目标
在满足一定性能指标的前提下，降低电路的 功耗、体积和成本等。
约束条件
电路的功能、可靠性、稳定性、时序等要求， 以及工艺、材料、封装等限制。
优化算法与实现
优化算法
遗传算法、模拟退火算法、粒子群算法等。
动态电路分析的历史与发展
历史
动态电路分析起源于20世纪初，随着电子技术的快速发展，其分析方法和工具不断演 进。
发展
近年来，随着计算机技术和数值计算方法的进步，动态电路分析在理论和实践方面取得 了重要突破。现代动态电路分析方法更加精确、高效，为复杂电子系统的设计和优化提
初中物理动态电路分析
初中物理动态电路分析动态电路分析在现代物理学中占据着重要地位，它作为一门重要的学科被研究出来，并被广泛用于工程中，是物理实验的一整套实验过程，也是从实际问题中推导运用动态电路分析理论的重要方法。
初中物理动态电路分析是初中物理教学中重要的知识点，它是门复杂的科学理论，结合行为科学的知识、实践经验，需要对物理实验有深入的了解。
一、动态电路的基本概念动态电路分析的基本概念是电路的动态分析，也就是说，它是电路中电压、电流和功率变化的研究。
通常，动态电路的分析有两种基本概念：动态的线性分析和动态的非线性分析。
动态线性分析是指当电路中电荷、电流和功率等量变化时，响应因素不变，因此可以用线性方程进行分析。
非线性分析则是指电路中电荷、电流和功率等量变化时，响应因素也会发生变化，因此需要用非线性方程进行分析。
二、初中物理动态电路分析实验原理初中物理动态电路分析实验主要是研究电路中动态变化的响应因素，它的实验原理主要依据动态电路的线性和非线性分析的相关理论，并通过实验可以掌握基本的实验方法，如极化电容器、极化电阻器、极化二极管等，以及实验台的使用。
让学生在实验中体验动态电路分析的过程，探索动态电路分析的原理及其应用，为其提供一个实践性的教学环境。
三、初中物理动态电路分析实验设备初中物理动态电路分析实验需要使用的设备有多种，如实验台、电表、电阻、电容、二极管、电池等，这些设备的安装和使用都需要进行相应的安全措施，特别是使用电池时，务必要对电池施以足够的保护。
四、实验方法1.建电路：首先按照实验要求构建电路，连接设备并将电路正确连接，检查电路是否存在短路或断路等情况；2.量记录数据：测量电路中不同元件的电压、电流和功率，并根据实验结果记录实验数据；3.析结果：最后，根据记录的实验数据，对电路的动态分析进行分析，并得出结论。
五、实验安全实验安全是进行实验必不可少的一项内容，在进行动态电路分析实验时，应注意以下几点：1. 使用时要搭建正确的电路，并对电路进行严格检查；2.态电路分析实验使用的电器设备有可能会产生高压，因此实验时应具备相应的安全防护措施，如不要触摸实验台；3.免与实验台发生意外接触，以免造成人身损伤；4.免在实验中将电器设备分离或拆开，以免造成危险；5.验中应当对所使用的电器设备进行正确的操作，以免造成意外。
电路动态分析的方法
电路动态分析的方法电路动态分析是指对电路中各个元件和节点的电压和电流随时间的变化进行分析。
在电路动态分析中，可以使用多种方法来求解电路的动态响应。
下面将介绍几种常用的电路动态分析方法。
1. 拉普拉斯变换法拉普拉斯变换法是一种在时间域和频率域之间进行转换的方法。
通过将电路中的微分方程转换为复频域中的代数方程，可以求解电路的动态响应。
在电路动态分析中，可以利用拉普拉斯变换法求解电路的响应和传输函数，并通过逆拉普拉斯变换将结果转换回时间域。
这种方法适用于线性时间不变系统和输入信号为简单波形的情况。
2. 时域响应法时域响应法是直接求解电路微分方程的方法。
通过对电路中的每个元件应用基尔霍夫定律和欧姆定律，可以得到电路中各个节点和元件的微分方程。
然后，可以采用常微分方程的求解方法，如欧拉法、改进欧拉法、龙格-库塔法等，来求解电路的动态响应。
时域响应法适用于任何输入信号和非线性电路。
3. 复频域法复频域法是通过复频域分析电路的动态响应。
它利用频率响应函数来描述系统的响应特性，并通过计算复频域中的传输函数和频率响应来求解电路的动态响应。
复频域法常用的分析工具包括频域响应函数、波特图、极点分析等。
复频域法适用于频率变化较大的信号和线性时不变系统。
4. 有限差分法有限差分法是将微分方程转化为差分方程求解的方法。
通过将时间连续的差分方程转换为时间离散的差分方程，可以用数值方法求解电路的动态响应。
有限差分法可以采用欧拉法、梯形法、显式或隐式的Runge-Kutta等方法来求解。
这种方法适用于任何非线性系统和任意输入信号。
5. 传递函数法传递函数法是通过传递函数来描述电路的响应特性。
传递函数是表示输入和输出关系的函数，可以通过对电路进行小信号线性化得到。
利用传递函数可以方便地计算和分析电路的动态响应。
传递函数法适用于线性时不变系统和复频域分析。
在实际应用中，根据具体问题和所需求解的电路，可以选择适合的动态分析方法。
不同方法有各自的优缺点，需要根据具体情况进行选择。
动态电路的分析
06
动态电路的应用实例
滤波器设计
滤波器类型
包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等，用 于实现不同频率信号的通过或抑制。
滤波器设计原则
根据所需的频率特性，选择合适的滤波器类型和元件参数，以满足 信号处理的要求。
滤波器性能指标
包括通带范围、阻带范围、过渡带宽度和群延迟等，用于评估滤波 器的性能。
二阶RLC电路在输入信号作用下，其输出信号同样会产生振荡。通过调整电感L、 电容C和电阻R的值，可以改变振荡的频率和幅度。
高阶电路的响应
高阶电路的分析方法
高阶电路的响应特性通常需要采用数值分析方法进行求解，如拉普拉斯变换、有限元法等。
高阶电路的应用
高阶电路在通信、控制等领域有广泛应用，如滤波器、放处理，改善音质和音效。
电力电子
用于转换和控制系统中的电能 ，实现高效、可靠的电力供应
。
02
动态电路的基本原理
电容与电感
电容
存储电能的一种元件，其特性是电压 与电流的相位差为90度。
电感
存储磁场能量的元件，其特性是电流 与电压的相位差为90度。
电压与电流的瞬态过程
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频域分析法是一种将时域问题转换为频域 问题进行分析的方法。
通过傅里叶变换将时域中的电压和电流转 换为频域中的复数形式，然后求解电路的 频率响应。
优点
缺点
能够得到电路的频率响应特性，适用于分 析谐波和滤波器等电路。
对于非线性电路和瞬态响应分析较为困难 。
复平面分析法
定义 步骤 优点 缺点
复平面分析法是一种利用复平面上的极点和零点分析电路的方 法。
动态电路的重要性
实际应用
动态电路广泛应用于电子、通信、控制 等领域，如振荡器、滤波器、放大器等 。
电路动态分析
5、在如图所示的电路中，电源的电动势为E，
内电阻为r，L1、L2是两个小灯泡。闭合S 后，
两灯均能发光。当滑动变阻器的滑片向右滑动
时(
B)
A．L1变暗，L2变暗
B．L1变暗，L2变亮
C．L1变亮，L2变暗 D．L1变亮，L2变亮
R
L1
L2
E,r S
6.如图，当滑动变阻器的滑片向上移动时，则： D
A.I变大，U变小 B.I变大，U变大 C.I变小，U变大 D.I变小，U变小
8、7.H在e 如loo图ke所d m示or的e a电sle路ep中th，an当de滑ad动. 变阻器的滑动
触头这本向书b端看移起来动与时其，说伏是特不表本的语法读书数，V不和如安说培是表一的本
读数辞I典如。何变化：
AB、、TgrhVVaem减减bmo小小oakr，，.seIIe减增m小s大to C、V增大，I增大
B.A灯变暗，B灯变亮； [ C ]
C.A灯变暗，B灯变暗； D.A灯变亮，B灯变暗。
1、在右图电路中，当合上开关S后，两个 标有“3V、1W”的灯泡均不发光，用电压表 测得Uac=Ubd=6V，如果各段导线及接线处均 无问题，这说明（ C ）
A．开关S未接通 B．灯泡L1的灯丝断了 C．灯泡L2的灯丝断了 D．滑动变阻器R电阻丝断了
3、如图，电源的内阻不可忽略．已知定值电
阻R1=10Ω，R2=8Ω．当电键S接位置1时，电流 表的示数为0.20A．那么当电键S接位置2时，
流过R2的电流I2的变化情况为( B )
A、I1增大，I2减小
B、I1减小，I2增大
C、I1增大，I2增大
D、I1减小，I2减小
4、如图所示的电路中，电源的电动势E和 内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光， 如果变阻器的滑片向b端滑动，则（ A）
原创3：电路的动态分析
R1
S
R3 A
S0 V
电路的动态分析
1.什么是电路的动态分析问题？ 由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变 化，某处电路变化又引起其他电路一系列变化的问题.
L3
P
R L2
L1 S
灯泡亮度如何变化？
R2
R1
S
R3 A
S0 V
电表示数如何变化？
2.电路动态分析的方法 直流电路的动态分析方法: (1)程序法：基本思想是“部分→整体→部分”．思维流程如下：
解析：保持开关S闭合，把滑动变阻器R1的滑片向上滑动，电路中的 总电阻变小，电流变大，电流表A的示数变大，由U＝IR3知电压表V 的示数变大，A正确；保持开关S闭合，滑动变阻器R1的滑片不滑动， 则电容器两极板间的电压不变，R2中没有电流通过，B错误；若保持 开关S闭合，拉开电容器两极板之间的距离，电容器的电容变小，两
1.电源负极接地，说明了什么？
审题 2.变阻器的滑片P由a向b移动，它的有效电阻如何变化？
析疑 外电路的总电阻如何变化？整个电路的总电流如何变化？
3.如何判断流过如何判断电压表、电流表示数？
解析：滑动头P自a端向b端滑动的过程中，滑动变阻器的电阻减小，电路
总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律可得，干路电流增大，由UR1＝IR1可 知R1两端电压即电压表的示数变大，选项A错误；由U＝E－Ir可知路端电 压U减小；由UR2＝U－UR1可得R2两端的电压减小，又由I2＝URR22 可得流过R2
方法提炼
电路稳定时电容器的处理方法
电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同 支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作 用，与电容器串联的电阻视为等势体，电容器两端 的电压为与之并联的电阻两端的电压。
什么是动态电路- 动态电路分析
什么是动态电路? 动态电路分析
1.动态电路：含有动态元件(储能元件)的电路，当电路状态发生转变时需要经受一个变化过程才能达到新的稳态。
过渡过程：电路由一个稳态过渡到另一个稳态需要经受的过程。
2.动态电路与电阻电路的比较
动态电路：含储能元件L(M)、C。
KCL、KVL方程仍为代数方程，而元件特性方程中含微分或积分形式。
因此描述电路的方程为微分方程。
电阻电路：电路中仅由电阻元件和电源元件构成。
KCL、KVL和元件特性方程均为代数方程。
因此描述电路的方程为代数方程。
3.过渡过程产生的缘由
（1）电路内部含有储能元件L 、C—— (内因)能量的储存和释放都需要肯定的时间来完成。
（2）电路结构或电路参数发生变化——换路(外因)
说明：
直流电路、沟通电路都存在暂态过程，本章只分析争论直流电路
的暂态过程。
讨论暂态过程的意义：
暂态过程是一种自然现象，对它的讨论很重要。
暂态过程的存在有利有弊。
有利的方面，如电子技术中常用它来产生各种波形；不利的方面，如在暂态过程发生的瞬间，可能消失过压或过流，致使设备损坏，必需实行防范措施。
电路动态分析(含答案)
电路动态变化的分析一、基础知识1、电路动态分析类问题是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化，一处变化又引起了一系列的变化． 2、电路动态分析的方法(1)程序法：电路结构的变化→R 的变化→R 总的变化→I 总的变化→U 端的变化→固定支路⎩⎨⎧并联分流I 串联分压U→变化支路. (2)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论．(3)判定总电阻变化情况的规律①当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)．②若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小．图3③在如图所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R 并与灯泡并联，另一段R 串与并联部分串联．A 、B 两端的总电阻与R 串的变化趋势一致． 二、练习1、在如图所示电路中，当滑动变阻器滑片P 向下移动时，则( )A ．A 灯变亮、B 灯变亮、C 灯变亮 B ．A 灯变亮、B 灯变亮、C 灯变暗图2C ．A 灯变亮、B 灯变暗、C 灯变暗D ．A 灯变亮、B 灯变暗、C 灯变亮 答案 D解析 滑片P 向下移动，滑动变阻器电阻减小，外电路总电阻减小，根据I ＝ER ＋r知，电路电流增大，灯A 两端电压U A 增大而变亮，根据U ＝E －Ir ，路端电压变小，U ＝U A ＋U B ，所以U B 减小，灯B 电阻不变，所以灯B 电流I B 减小，灯B 变暗．干路电流I ＝I B ＋I C ，因为I 增大，I B 减小，所以I C 增大，灯C 应变亮，选项D 正确．2、(2011·北京理综·17)如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S 闭合后，在变阻器R 0的滑动端向下滑动的过程中( )A ．电压表与电流表的示数都减小图16B ．电压表与电流表的示数都增大C ．电压表的示数增大，电流表的示数减小D ．电压表的示数减小，电流表的示数增大 答案 A解析 变阻器R 0的滑动端向下滑动的过程中，变阻器R 0接入电路中的电阻变小，从而使整个电路中的外电阻变小，干路电流变大，内阻r 分得的电压U 内＝Ir 变大，U 外变小，电压表示数变小．由U 1＝IR 1知U 1变大，因U 外＝U 1＋U 2，故U 2变小，由于I 2＝U 2R 2，所以流过R 2的电流变小，电流表示数变小，选项A 正确．3、在如图所示的电路中，当滑动变阻器R 3的滑动触头P 向下滑动时( )A ．电压表示数变大，电流表示数变小B ．电压表示数变小，电流表示数变大C ．电压表示数变大，电流表示数变大D ．电压表示数变小，电流表示数变小解析 R 3的滑动触头向下滑动，所以R 3接入电路的阻值变大，导致并联电路的阻值变大，电路的总电阻变大，干路电流变小；并联电路的电阻变大，则并联电路的分压增大，即R 2、R 4串联电路的电压变大，所以流过这一支路的电流变大，由于干路电流变小，所以电流表的示数变小；因为R 2、R 4串联电路的电压变大，使得R 2两端分压变大，电压表示数变大，本题答案为A. 答案 A4、在如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，R 1和R 3均为定值电阻，R 2为滑动变阻器．当R 2的滑片在a 端时合上开关S ，此时三个电表、和的示数分别为I 1、I 2和U .现将R 2的滑片向b 端移动，则三个电表示数的变化情况是( )A ．I 1增大，I 2不变，U 增大B ．B ．I 1减小，I 2增大，U 减小C ．I 1增大，I 2减小，U 增大D ．I 1减小，I 2不变，U 减小 答案 B解析 滑片向b 端移动时，R 2减小，引起总电阻减小，总电流I ＝ER 总增大，路端电压U ＝E －Ir 减小，R 3的电流等于总电流，U 3＝IR 3增大，故并联部分电压U 并＝U －U 3减小，R 1阻值不变，故电流I 1减小，I 2＝I －I 1增大，故选B.5、(2011·海南·2)如图所示，E 为内阻不能忽略的电池，R 1、R 2、R 3为定值电阻，S 0、S 为开关，与分别为电压表与电流表．初始时S0与S 均闭合，现将S 断开，则( )A.的读数变大，的读数变小B.的读数变大，的读数变大C.的读数变小，的读数变小D.的读数变小，的读数变大答案 B解析 当S 断开时，R 2所在支路断路，外电路总电阻R 变大，根据I ＝ER ＋r知，干路电流I 变小，根据U ＝E －Ir 知，路端电压变大，即读数变大；根据U ＝IR 知，R 1两端电压U 1＝IR 1变小，而U ＝U 1＋U 3，所以R 3两端的电压U 3＝U －U 1变大，通过R 3的电流I 3＝U 3R 3变大，即的读数变大，所以B 正确．6、如图所示，闭合开关S 后，A 灯与B 灯均正常发光，当滑动变阻器的滑片P 向左滑动时，以下说法中正确的是( )A ．A 灯变亮B ．B 灯变亮C．电源的输出功率可能减小D．电源的总功率增大答案AC解析滑动变阻器的滑片P向左滑动，R的阻值增大，外电路的总电阻增大，由闭合电路欧姆定律知，干路电流I＝ER外＋r减小，则B灯变暗，路端电压U＝E－Ir增大，灯泡A两端的电压U A＝U－U B增大，A灯变亮，故A选项正确，B选项错误；电源的输出功率P外＝UI＝E2R外＋2r＋r2R外，可能减小，但电源的总功率P＝EI减小，则C选项正确，D选项错误．7、在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表．若将照射R3的光的强度减弱，则()A．电压表的示数变大B．小灯泡消耗的功率变小C．通过R2的电流变小D．电源内阻的电压变大答案 B解析若将照射R3的光的强度减弱，则R3的电阻将增大，电路中的总电阻将增大，总电流减小，故电压表的示数变小，内电压也减小，A、D错误；而电阻R2两端的电压将变大，通过R2的电流变大，而总电流减小，所以通过小灯泡的电流减小，小灯泡消耗的功率变小，B正确，C错误．8、如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则()A．电压表读数减小B．电流表读数减小C．质点P将向上运动D．R1上消耗的功率逐渐增大答案BC解析R4的滑片向b端移动时，R4↑→R总↑→I总↓→U端↑，分析电流表示数变化时可把R1和R3等效为电源内阻，示数即可等效为总电流，由上面分析知其示数减小，B 正确；分析示数的变化时，可把R1、R2和R3都等效为电源内阻，其示数即为等效路端电压，增大，A错；分析电容器两板间电压时，可把R1等效为电源内阻，U C＝U端，E＝U Cd，增大，C正确；P1＝I2总R1，D错．9、如图所示的电路中，电源电动势为E，电源内阻为r，闭合开关S，待电流达到稳定后，将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，则待电流再次达到稳定后，与P移动前相比()A．电流表示数变小，电压表示数变大B．小灯泡L变亮C．电容器C的电荷量减小D．电源的总功率变大答案 A解析对电路分析可知，将滑动变阻器的滑动触头P从图示位臵向a端移动一些，滑动变阻器连入电路的电阻增大，总电流减小，路端电压增大，因此电流表示数变小，电压表示数变大，选项A正确；通过小灯泡的电流减小，小灯泡L将变暗，选项B错误；小灯泡分得的电压减小，因此滑动变阻器两端电压增大，即电容器C两端电压增大，由Q＝CU知，电容器C的电荷量将增大，选项C错误；电源总功率由P＝E2R＋r可知，电源的总功率变小，选项D错误．10、如图所示的交流电路中，理想变压器输入电压为U1，输入功率为P1，输出功率为P2，各交流电表均为理想电表．当滑动变阻器R的滑动触头向下移动时()A．灯L变亮B．B．各个电表读数均变大C．因为U1不变，所以P1不变D．P1变大，且始终有P1＝P2答案 D。
专题04欧姆定律之动态电路分析
模块四电学专题04 欧姆定律之动态电路分析*知识与方法一、由滑动变阻器引起的电路中物理量的变化1.串联电路：解题方法：对于串联电路，一般的分析顺序为：滑动变阻器电阻R p的变化→电路总电阻R总的变化（R总=R+R P）→ 电路电流I的变化（U不变，I总RU=）→定值电阻R两端电压U1的变化（U1=IR）→滑动变阻器两端电压U2的变化（U2 =U−U1）快速巧解方法：根据串联电路分压规律，R p增大时，U2增大。
2.并联电路：解题方法：①电源两端电压U不变⇒通过R的电流I1不变（I1RU=）；②P的移动方向⇒滑动变阻器阻值的变化⇒滑动变阻器所在支路电流I2的变化（U不变，I2PRU=）①②⇒干路电流I的变化（I = I1+I2）二、由开关引起的电路中物理量的变化R PAV2V1SR解题方法：① 画等效电路图：分析闭合不同开关时，分别有谁连入电路；② 分析电表：电压表、电流表分别测谁；③ 根据欧姆定律、串并联电路规律和电源电压不变的条件，判断电表示数的变化。
三、由敏感电阻（光敏电阻、热敏电阻、气敏电阻、压敏电阻等）、与浮力杠杆等(加油、称体重等) 结合的应用型动态电路分析分析思路基本与“由滑动变阻器引起的电路中物理量的变化”相同四、利用变化量求定值电阻 1.U 1 = IR ，U ′1 = I ′R ，U ′1—U 1=（I —I ′）R ，ΔU 1=ΔIR2.∵U 不变，∴ΔU 1=ΔU 2∴ΔU 2=ΔIR*针对训练一、单选题1．（2023秋·山东泰安·九年级统考期末）热敏电阻的阻值是随环境温度的增大而减小的．要想设计一个通过电表示数反映热敏电阻随环境温度变化的电路，要求温度升高时电表示数减小，以下电路符合要求的是（ ）A ．B ．C ．D ．【答案】D 【解析】A ．由电路图可知，热敏电阻与R 0并联，电流表测并联电路干路电流．当温度升高时，热敏电阻R P AV 2 V 1 SR阻值变小，干路电流变大，故A不符合题意．B．热敏电阻与R0并联，电流表测热敏电阻的电流，当温度升高时，热敏电阻阻值变小，由IUR=可知，通过热敏电阻的电流变大，电流表示数变大，故B不符合题意．C．已知热敏电阻与R0串联，电压表测R0两端的电压，当温度升高时，热敏电阻阻值变小，根据串联电路分压原理，电压表示数变大，故C不符合题意．D．已知热敏电阻与R0串联，电压表测热敏电阻两端的电压，当温度升高时，热敏电阻阻值变小，根据串联电路分压原理，电压表示数变小，故D符合题意为答案．2．（2023秋·河北保定·九年级统考期末）如图所示是一种温度测试仪的电路，R1为定值电阻，R2为热敏电阻（阻值随温度升高而减小）。
动态电路分析方法
动态电路分析方法电路的动态分析，是欧姆定律的具体应用,在历年的高考中经常出现。
此类问题能力要求较高，同学们分析时往往抓不住要领，容易出错。
电路发生动态变化的原因是由于电路中滑动变阻器触头位置的变化，引起电路的电阻发生改变，从而引起电路中各物理量的变化,在此将动态电路的分析方法介绍如下。
一、程序法根据欧姆定律及串、并联电路的性质进行分析。
基本思路是：“部分—整体—部分”，即从阻值变化的部分如手，由串并联电路规律判知R 总的变化情况,再由欧姆定律判知I 总和U 端的变化情况,最后由部分电路的欧姆定律得知个部分物理量的变化情况，一般思路是：1确定电路的外电阻R 外总如何变化.2根据闭合电路的欧姆定律E I R r =+总外总确定电路的总电流如何变化。
(利用电动势不变)3由U I r =内内确定电源内电压如何变化。
（利用r 不变)4由U E U =-外内确定电源的外电压如何变化。
5由部分电路的欧姆定律确定干路上某定值电阻两端电压如何变化。
6由部分电路和整体的串并联规律确定支路两端电压如何变化及通过各支路电路如何变化。
二、图像法电路发生动态变化时,其电路图可等效为如图（1）所示，根据闭合电路的欧姆定律得到U E Ir =-,其图像如图（2）中的a ，根据部分电路的欧姆定律可知U IR =，其导体的U —I 图像如（2)中b ，在电源确定的电路中，由图（2）得，当电阻R 增大时（即图中的角度变大）,通过R 的电流减小，R 两端的电压变大，当电阻R 减小时(即图中的角度变小）,其电流增大，电压减小。
三、“串反并同”法所谓“串反”，即某一电阻增大(减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都减小（增大）。
所谓“并同”，即某一电阻增大（减小）时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都增大（减小).但须注意的前提有两点:1电路中电源内阻不能忽略;2滑动变阻器必须是限流接法.四、极限法 即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题,可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端讨论。
动态电路分析方法
动态电路分析方法在动态电路分析中，常用的方法包括微分方程分析法、相量分析法、拉普拉斯变换法和复频域分析法等。
微分方程分析法是最常用且基础的动态电路分析方法之一、该方法基于电路元件之间的关系和电流和电压之间的微分关系建立微分方程组。
首先，根据电路元件的特性和基尔霍夫电流定律和电压定律，可以得到电路中各个节点的微分方程。
然后，通过对这些微分方程进行求解，可以获得电路中各个元件的电流和电压随时间的变化情况。
微分方程分析法常用于研究电路中的瞬态响应和频率响应。
相量分析法是一种将电路中的信号分解为基本频率的正弦波的方法。
该方法将电压和电流表示为相量的形式，即幅值和相位。
通过对电路中各个元件的阻抗、电流和电压的相位关系进行分析，可以得到电路中各个频率分量的幅值和相位差。
相量分析法常用于研究电路中的频率响应和稳态响应。
拉普拉斯变换法是一种将时域信号转换为复频域信号的方法。
该方法将电路中的微分方程转换为代数方程，通过对复频域信号的求解，可以得到电路中各个元件的频率响应。
拉普拉斯变换法常用于研究电路中的瞬态响应和频率响应。
复频域分析法是一种将复频域信号分解为基本频率分量的方法。
该方法通过对复频域信号的频谱进行分析，可以得到电路中各个频率分量的幅值和相位。
复频域分析法常用于研究电路中的频率响应和稳态响应。
总结起来，动态电路分析方法包括微分方程分析法、相量分析法、拉普拉斯变换法和复频域分析法等。
这些方法可以分析电路中信号的变化过程，以及电路中各个元件的响应特性。
通过深入研究这些分析方法，我们可以更好地理解电路中的信号传输和处理过程，从而设计和优化电路性能。
电工与电子技术第四章动态电路的分析
零输入响应：当外施电源为零时，仅由电容或电 感元件的初始储能在电路中产生的电压或电流（响 应），称为电路的零输入响应。
4.2.1 RC 电路的零输入响应
开关闭合前,电容已被充电 uC(0-)= U0 开关闭合后,在U0 激励下 产生零输入响应。 据KVL， t ≥ 0+时 微分方程解的形式 特征方程 U0
稳态值 初始值
t
t 0
时间常数
求解一阶 三要素 电路的三 要素法：求出三要素，直接写出解的表达式。
例4.2 电路如图所示，开关闭 R1 2 合前电路已稳定，求开关闭合 + + C 后的电容电压uC(t)。 S(t=0) 25V uC R 0.25F 2 – 用三要素法 – 解：
uC(0+)=uC(0-)=25V 25 uC() 3 15V 5 23 用戴维宁定理求电 R 1.2Ω 23 路等效电阻 RC 1.2 0.25 0.3S
3
第4章
小 结
1. 动态电路从一个稳定状态到另一个新 的稳定状态，需要有一个过渡过程,因为电容(电感) 中的储能不会发生跃变(功率为有限值)。 2. 过渡过程进行的快慢，与电路的时间常数 有 关， 越大进行的越慢。 3. 换路定则 iL(0+)= iL(0–) 在换路瞬间 uC(0+)= uC(0–)
uC U S Ae uC uC
t
-
t RC
代入初始条件uC(0+)= 0 ，得A= – US
uC U S U S e
t
U S(1 e )
t
Us
i,uc
uC i
电学中动态电路分析
电学中动态电路分析动态电路分析是电学中的一种重要方法，用于研究电路元件在时间变化过程中的响应。
在电子技术和电力系统等领域，动态电路分析是解决电路设计和故障诊断等问题的基础。
动态电路分析的基本原理是根据电路元件的特性和电路方程，通过求解微分方程来得到电路中电流和电压随时间变化的规律。
在动态电路分析中，常见的分析方法有直流分析、交流分析和暂态分析。
直流分析是指在稳态条件下，对电路中的电流和电压进行分析。
直流分析是动态电路分析的基础，主要用于计算稳态电流和电压值。
在直流分析中，可以根据欧姆定律和基尔霍夫电压定律进行分析，应用节点分析和支路分析等方法求解电路中的未知电流和电压。
交流分析是指在交流电路中，对电流和电压进行分析。
交流分析中，一般以复数形式的电压和电流进行分析，使用相量图法、复数阻抗法和拉普拉斯变换法研究电路中的交流响应。
交流分析对于理解电路中的频率特性和幅频特性等问题十分重要。
暂态分析是指在电路开关、电源切换等瞬间发生变化时，对电路中的电流和电压进行分析。
暂态分析研究电路中瞬间变化时的响应，可应用微分方程进行数学建模。
在暂态分析中，常见的方法有基本微分方程法、功率耐受方程法和矩阵方程法等。
动态电路分析在实际工程和科学研究中有着广泛的应用。
在电子电路设计中，动态电路分析可以研究电路的稳定性、频率响应和幅频特性，对于优化电路设计十分重要。
在电力系统中，动态电路分析可以用于分析电力系统的稳定性和瞬时过电压、过电流等暂态问题，对于提高电力系统运行的稳定性和可靠性具有重要意义。
总之，动态电路分析是电学中重要的研究方法，可用于研究电路中的电流和电压的时间响应。
通过直流分析、交流分析和暂态分析等方法，可以解决电路设计和故障诊断等实际问题。
动态电路分析在电子技术和电力系统等领域有着广泛的应用，对于优化电路设计和提高电力系统的稳定性具有重要意义。
初中物理电路动态变化分析
电路动态变化1、串联电路中的动态变化：例1：如图所示，闭合电键S，当滑片向右移动时，请判断电流表和电压表的示数变化: 电流表的示数；电压表的示数。
(均选填“变大”、“不变”或“变小”)分析方法：1、先确定变化电阻（变大或变小）特殊的判断：A、开关断开（电阻从0到无穷大)电阻变大（例1图）开关闭合（电阻从无穷大到0)电阻变小B、短路（电阻变无穷大)电阻变大2、判断变化电阻与电流表或电压表变化串并联关系；3、根据“串反并同”判断变化情况。
备注：注意测电源的电压表，不适用上诉判断例2：如图所示，闭合电键S，请判断电流表和电压表的示数变化:电流表的示数；电压表的示数。
(均选填“变大”、“不变”或“变小”)例3:如图所示,闭合电键S,请判断电流表和电压表的示数变化:电流表的示数_______;电压表的示数________。
(均选填“变大”、“不变”或“变小”)（例5（例62、并联电路中的动态变化：例1：如图所示，闭合电键S ，当滑片向右移动时，请判断电流表和电压表的示数变化:电流表A 1的示数 ；电流表A 2的示数 ；电压表的示数 。
（均选填“变大”、“不变”或“变小”）分析方法：1、先判断电压表测量，在并联电路中分析电表示数变化时，由于并联电路各支路两端的电压和电源电压相等，所以应先考虑电压表的示数不变。
2、并联电路各支路相互独立，互不影响，分别判断各支路中电流的变化3、再根据I 总=I 1+I 2分析得出干路中电流的变化。
例2：如图所示，闭合电键S ，当滑片向右移动时，请判断电流表和电压表的示数变化：电流表的示数 ；电压表的示数 。
（均选填“变大”、“不变”或“变小”）例3：如图所示，闭合电键S ，当滑片向右移动时，请判断电流表和电压表的示数变化：电流表的示数 ；电压表的示数 。
（均选填“变大”、“不变”或“变小”）例4：如图所示，闭合电键S ，当滑片向右移动时，请判断电流表和电压表的示数变化：电流表A 1的示数 ；电流表A 2的示数 ；电流表A 3的示数 ；电压表V 1的示数 ；电压表V 2的示数 。
电路动态分析和电路故障分析
目录
• 电路动态分析 • 电路故障分析 • 电路动态分析与故障分析的关系 • 实际案例分析 • 总结与展望
01
CATALOGUE
电路动态分析
电路动态分析的基本概念
01
电路动态分析是研究电路中电压、电流和功率随时 间变化的规律和特性。
02
它涉及到电路中的元件参数、电路结构和信号源的 特性等因素。
实际电路故障分析案例
01
案例二：一个音频放大器的故障分析
02
通过分析音频放大器的故障现象和电 路图，定位故障位置并修复问题。
03
首先，观察音频放大器的故障现象， 如无声、噪声大、失真等。然后，阅 读和理解放大器的电路图，了解各个 元件的作用和连接方式。接着，使用 示波器和信号发生器等工具检测关键 节点（如输入、输出、电源等）的信 号质量。通过对比正常和异常信号， 可以定位故障位置并修复问题。
电路动态分析的应用
01
电子设备性能评估
通过电路动态分析，评估电子设 备的性能指标，如响应速度、设计
信号处理
利用电路动态分析方法，设计控 制系统的反馈环节，优化系统的 性能。
通过对电路的动态分析，提取信 号中的有用信息，进行滤波、放 大等处理。
02
CATALOGUE
电路故障分析
实际电路动态分析案例
01
案例二：一个复杂电子设备的动态分析
02
通过分析复杂电子设备的电路图和元件参数，理解实际电 路动态分析的挑战和技巧。
03
首先，阅读和理解电子设备的电路图，了解各个元件的功 能和连接方式。然后，根据实际测试数据，使用仿真软件 （如SPICE）模拟电路的行为。通过调整元件参数或改变 输入信号，可以观察和分析电路在不同条件下的动态特性 。
电路动态分析
电路动态分析动态电路分析方法：（1）确定电路的联接方式：电压表相当于断开的电路，电流表相当于导线。
（2）确定各表测量对象：电压表只抱一个，电流表和谁串联。
（3）电阻的变化情况：变阻器滑片的移动以及断开（或闭合）电键，注意局部短路的情况。
（4）各表的变化情况：在并联中，电压表示数不变，测定值电阻的电流表示数不变；测滑动变阻器的电流表与电阻变化相反；测干路中的电流表与测滑动变阻器的电流表变化情况相同。
在串联电路中，电流表与电阻的变化相反，测定值电阻的电压表与电流表变化相同，测滑动变阻器的电压表与电阻变化相同。
记忆方法：动态电路判断前，先看电路串并联，电流表来似导线，电压表来似断电；串联电阻在上升，电流示数减小中，定值电压也减小，滑动电压在上升；并联电阻在增大，电压示数不变化，滑动电流在减小，干路电流跟着跑，定值电流不变化，反向思考靠大家。
1.在如图所示电路中，电源电压保持不变。
当电键S由断开到闭合时，电流表的示数将，电压表与电流表示数的比值将。
2.如上中图所示的电路中，电流电压不变，闭合电键，当滑动变阻器的滑片向右移动时, 电流表A的示数,电压表Vi的示数，电压表V2的示数 o （均选填“变大”、“变小”、“不变”）。
3.如上右图所示电路中，当电键S由断开到闭合时，电流表的示数将。
4.在下左图所示的电路中，闭合电键后，滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表的示数将。
5.在下中图所示电路中，当电键S断开时，电阻Rl和电阻R2是联连接的。
电键S闭合时，电压表的示数将______________ 。
6.在上右图所示的电路中，电源电压不变。
当电键S由断开到闭合时，电压表Vi 的示数将，电压表V2的示数将 O7.如右图所示的电路中，电源电压不变，当电键S由断开到闭合时，电流表的示数8.在上中图所示电路中，电源电压不变，当电键由断开到闭合时，电压表V的示数，电流表A的示数将；向右移动滑动变阻器的滑片，电压表V与电流表A有示数的比值将 O9.如上右图所示的电路中，闭合电键S后，滑动变阻器的滑片P向左移动时，电流表的示数将 O10.如下左图所示电路中，电键S由断开到闭合时，电流表A的示数将, 电压表V的示数将 O11.如下中图所示，当电键S闭合时，电流表A的示数将,电流表AI的示数将，电压表V 的示数将 O12.如上右图所示电路中，电源电压不变，电键由闭合到断开时，电路总电阻将, 电流表A的示数将,电压表V的示数将,灯将变 o13.如下左图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合电键S,当滑动变阻器的滑片P 向上移动时，电流表的示数将,电压表示数将。
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电源 提供 电能
外电路消 耗的能量
内电路消 耗的电能
P总＝P外＋P内
EI U 外 I U内I
5.电源的工作效率
P 出 P总
U外 E
对纯电阻电路,电源的效率为:
R I R 2 I (R r) Rr
2
1 r 1 R
结论：电源的效率随外电阻的增大而增大
6.电源最大输出功率
B．电源的输出功率一定逐渐变小
C．电源内部消耗的功率一定逐渐变大 D．电源的供电效率一定逐渐变小
例2.如图所示的电路中,电源的电动势为6V,内阻为4Ω, R0为2Ω,变阻器的阻值变化范围为0-10Ω, 求:
R0
(1)电源的最大输出功率
R
(2)变阻器阻值多大时,R0消耗功率最大. E r (3)变阻器阻值多大时,变阻器消耗的功率最大.其最大 功率为多少? (4)若R的变化范围是0-4 Ω，则R取何值时它消耗的功率 最大，电源的效率为多大。
在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻 为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，图中 电表为理想电流表和电压表．在滑动变阻器滑动头P自a端向b端 滑动的过程中，下列说法中正确的是（ B ）
A．电容器C所带电荷量增多 B．a点的电势降低 C．电流表示数变小
D．电压表示数变小
(2)求出ε0和r0 ε0的求法：ε0等于E0外电路断路时的路端电 压．当E0外电路负载为串联电阻时， ε0=ε． r0的求法：r0等于E内阻r跟纳入E内全部定值 电阻的电阻之和． (3)求可变电阻获得的最大功率当可变电阻 R=r0时， 获得的最大功率(亦即E0输出最大 功率)P = ε02 /r 0
三、闭合电路中的功率
E U 外 U内
由于闭合电路中内、外电路的电流相等，
EI U 外 I U内I
1．电源提供的功率: P EI 总 （电源功率） 2．电源的输出功率: P U I 外 外 （外电路得到的功率） 3．电源内阻上的热功率: P 内 U内I I r
2Байду номын сангаас
4．闭合电路中的能量转化
1、电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及 滑动变阻器R连接成如图所示的电路，当滑动变阻器 的触头由中点滑向b端时, 下列说法正确的是（ A ） A．电压表和电流表读数都增大 E r R V B．电压表和电流表读数都减小 R1 b C．电压表读数增大，电流表读数减小 a A R2
D．电压表读数减小，电流表读数增大
课堂小结
• 一、电路动态分析问题 • 1.基本思路：局部——整体——局部 R外变化规律总结 • 2.规律总结：并同串反 适用条件 • 二、电路中功率问题 • 1.P总=P外+P内 • 2.电源的效率 • 3.电源的最大输出功率： • R=r 等效电源法
课 堂 训 练 与 检 测
练1.如图所示，电阻R1、R2、R3均为定值电阻， R4为滑动变阻器，电路中的电压表和电流表均为 理想的．当滑动变阻器R4的滑片向右移动时，下 列说法正确的是（ C ）
A．电表A1、V1示数均减小,A2、 V2示数均增大
B．电表A1、V1 、 A2、V2示 数均增大 Ｃ．电流表A1示数变化的绝对值小于 电流表A2示数变化的绝对值 D．电压表V1示数变化的绝对值大于电压表V2示数变化的 绝对值
二、总结动态电路的规律 如下——“串反并同” “并同”：是指某一电阻增大时，与它并联或间接并 联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大； 某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的 电流、两端电压、电功率都将减小。
“串反”：是指某一电阻增大时，与它串联或间接 串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小； 某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中 的电流、两端电压、电功率将增大。
I2 R2 I4
I
R4 E r
由I3= I-I4， I3、U3减小； 由U2=U-U3，U2、I2增大； 由I1=I3 -I2，I1减小。
应用“串反并同”法则分析同样可得到结果： R1增大，R3与R1串联，电流I3、电压U3均减小； R2、R4与R1并联，电流I2、I4均增大； 电压U2 、U4均增大。
课堂训练与检测
5.
完全达标教学
方法归纳：
E 当R＝r时，PM＝ 4r
E P 2 (R r) 4r R
2
2
对负载为R的纯电阻电路，当R=r时，电源输出的最 大功率(亦即负载获得的最大功率)为P =Ε2/4r．这个命 题成立的前提条件是，电源电动势E和内阻r均为定值， 外电路负载只有一个可变电阻 ．
E R P IU I R (R r)2
2
2
P PM
E 2 (R r) 4r R
2
0
r
R
E 当R＝r时，PM＝ 4r
2
电源的输出功率最大时，其效率只有50℅.
课堂训练与检测
例1.电源的电动势和内阻都保持一定， 在外电路的电阻逐渐减小的过程中， 下面说法中正确的是(ACD ) A．电源的路端电压一定逐渐变小
注意“串反并同”法则的应用条件：单变量电路。 对于多变量引起的电路变化，若各变量对同一对象分 别引起的效果相同，则该原则的结果成立；若各变量 对同一对象分别引起的效果相反，则“串反并同”法 则不适用。
2 、右图电路中 , 设 R1 增大，各电阻中的电流和 两端电压如何变化？ 解： R1增大，总电阻增大； E I I 减小； Rr 由U=E-Ir，U增大； 因此U4、I4增大； R1 I1 I3 R3
问题引导下再学习
一、 动态电路的讨论 1、问题概述？ 闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会影 响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发 生变化。 2、解决动态电路的基本思路是什么？ 基本思路是“部分→整体→部分”。即从阻值变化的 的入手，由串并联规律判知R总的变化情况再由闭合电 路欧姆定律判知I总和U端的变化情况，最后由部分电路 欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判知各部分的 变化情况
等效电源法 若电路结构发生了变化，外电路负载不是一 个可变电阻，而是几个串联电阻、并联电 阻或混联电阻，欲求可变电阻的最大功率， 可用等效电源法求解，具体解题过程如下： (1)建立等效电源E0(ε0，r0)模型 建模方法：把外电路中的全部定值电阻都纳 入电源E(ε，r)内，把它们当成E内阻的一部 分，跟E构成电动势为ε0、内阻为r0的等效 电源 (ε0，r0)，且使外电路中只保留一个可 变电阻 ．