动态电路分析
(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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感谢您的观看
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
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
感谢您的观看
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 。
电路分析第7章 动态电路分析法-文档资料
y ( t ) Tx [ { ( 0 ) } ,ft ( ) ]
t 0
（7.2-3）
起始状态/条件
初始状态/条件
f (t )
T
{x(0 )}
y (t )
x ( i ) (0 )
起始时刻
x ( i ) (0 )
0
0
0 初始时刻
t
y(t ) T [{x(0 )}, f (t )]
动态电路分析的主要任务就是列写动态电路的激励与响应之间满足的数学模型并求解。
7.2 电路的状态与响应
换路定律告诉我们：“电感的电流不能突变，电容的电压不能突变”。
iL (0 ) iL (0 ) uC (0 ) uC (0 )
系统状态是指：一组必须知道的最少数据，利用这组数据和 的激励，就能够完全确定
（b）系统响应示意图
（a）系统状态示意图
图7-2 系统状态及响应示意图
7.2 电路的状态与响应
电路模型为
d u() t R C C u () t E 0 C d t
电路全解为
u ( t ) E ( E E ) e E e Ee ( 1 ) C 1 1
t0
“系统”是指：能够对信号进行某种特定处理的电路、设备或算法的总称。
7.1 动态电路及相关概念
开关闭合后三个灯泡的亮度表现之所以不同，是因为每个灯泡串联的不同元件 造成的。这个例子说明，在相同的激励下，含有电容或电感的动态电路与纯电 阻电路（即时电路）所产生的响应是不同的。
S
R
L
C
US
LP1
LP2
LP3
1．
RL
电路的零状态响应
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。
动态电路的分析与计算
动态电路的分析与计算动态电路分析与计算是电路理论与实践中重要的一部分。
动态电路是指在电路中存在能量存储元件（如电容器和电感器）的电路。
在动态电路中，电压和电流不仅取决于电路元件的阻抗和阻抗值（静态电路）的关系，还取决于时间的变化。
因此，动态电路的分析和计算需要考虑到电路中电压和电流随时间的变化规律。
1.电压和电流关系：对于动态电路中的电压和电流，需要建立它们与电路元件的阻抗和阻抗值之间的关系。
这可以通过分析电路中的电压和电流方程得到。
一般来说，电压和电流的变化可以采用微分方程的形式表示。
2.初始条件的确定：对于动态电路，初始条件是指系统开始运行时电路中电压和电流的初始值。
在分析和计算动态电路时，需要确定这些初始条件，并将它们纳入到方程中。
3.零输入响应和强迫响应：动态电路的响应可以分为零输入响应和强迫响应两部分。
零输入响应是指在没有外部输入信号时，电路元件内部的能量存储元件（如电容器和电感器）自身产生的响应。
强迫响应是指在有外部输入信号时，电路元件对输入信号的响应。
分析和计算动态电路时，需要分别考虑这两部分的响应，并将它们相加得到完整的响应。
4.稳定状态的判断：稳定状态是指电路达到稳定后，电路中电压和电流不再随时间变化的状态。
在分析和计算动态电路时，需要判断电路是否能够达到稳定状态，并找到稳定状态下的电压和电流值。
总而言之，动态电路的分析和计算是电路理论和实践中不可或缺的一部分。
它涉及到电路中电压和电流随时间变化的规律，并需要使用数学工具来揭示电路的行为。
通过对动态电路的分析和计算，可以更深入地理解电路的工作原理，并能够对电路进行设计和优化。
第04章动态电路的分析
5103 t t
V
5103 t
1.1e
A
第4章
动态电路分析
宁波职业技术学院信息学院电子教研室
(4)画出uC, uR, i的曲线如图:
（5） 当 t 1ms 10 3 s 时
uC 220 (1 e uR 220 e i 1.1e
5103 103
由KVL有: uR+uL=Us。 根据元件的伏安关系得
di iL R L U s dt L diL Us iL R dt R
故
t
uC (60 s ) 10 2 10 3 e
60 120
8576V 8.6k V
600 120
uC (600 s ) 10 2 10 3 e
95 .3V
第4章
动态电路分析
宁波职业技术学院信息学院电子教研室
二、 RL电路的零输入响应
由KVL得
uR u L 0
换路瞬间等效电路
第4章
动态电路分析
宁波职业技术学院信息学院电子教研室
根据KVL, uR=uC=Ri, 而i=-C(duC/dt)(式中负号表明iC与
uC的参考方向相反)。将i=-C(duC/dt)代入uC=Ri得
duC RC uc 0 dt uC Ae pt RCpAe pt Ae pt 0 ( RCp 1) Ae pt 0 RCp 1 0 p 1 RC
t RC
由换路定律知： uC(0+)=uC(0-)=U0, 即 将A=U0代入上式，得
uC Ae pt Ae
U0 Ae
0 RC
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。
第三章 动态电路分析
1. 动态电路
动态电路分析
3.1 动态电路的基本概念
含有动态元件电容和电感的电路称动态电路。 含有动态元件电容和电感的电路称动态电路。 动态元件电容 的电路称动态电路 当动态电路状态发生改变时（换路）需要 当动态电路状态发生改变时（换路） 特点 经历一个变化过程才能达到新的稳定状态。这 经历一个变化过程才能达到新的稳定状态。 过渡过程。 个变化过程称为电路的过渡过程 个变化过程称为电路的过渡过程。 电路结构、 换路 电路结构、状态发生变化 过渡过程产生的原因 电路内部含有储能元件L 电路内部含有储能元件 、C，电路在换路时能量发生 ， 变化，而能量的储存和释放都需要一定的时间来完成。 变化，而能量的储存和释放都需要一定的时间来完成。 支路接入或断开 电路参数变化
③电感的初始条件
iL(0＋)= iL(0－) ψL (0＋)= ψL (0－)
换路瞬间，若电感电压保持为有限值， 则电感电流 换路瞬间，若电感电压保持为有限值， 磁链）换路前后保持不变。 （磁链）换路前后保持不变。
4. 换路定律
qc (0+) = qc (0－) uC (0+) = uC (0－)
表明
τ大
t
τ 大→过渡时间长； τ 小→过渡时间短 过渡时间长 过渡时间短 t 0 τ 2τ 3τ 5τ
uc =U0e
−
0
τ小
τ
t
U0 U0 e -1
U0 e -2
U0 e -3
U0 e -5
U0 0.368U0 0.135U0 0.05U0 0.007U0
电容电压衰减到原来电压36.8%所需的时间。工程上认 所需的时间。 电容电压衰减到原来电压 所需的时间 过渡过程结束。 为, 经过 3τ－5τ , 过渡过程结束。
初中物理电学：动态电路详细分析
起的有效电阻的变化。
• 3．熟练掌握串并联电路中电压、电流及电阻的规律。
动态电路中涉及的用电器肯定不止一个，必然会运用到 串并联电路中电压、电流及电阻的规律，如果学生不能 熟练掌握这些规律，那么解题也就无从谈起。
• 4．熟练掌握欧姆定律的运用，尤其是要分析好电路中局部和整体的关系。欧
❖[变式训练题]参考下图，在伏安法测电阻的实 验中，若由于各种原因，电压表改接在滑动变 阻器的两端，当滑片向左移动时，请判断 A 表 和 V 表的变化。
A 表变大 V 表变小
2.并联电路
例 2 如图 Z5－3 所示电路，电源电压保
解好怎样才是短路，以及短路对整个电路的影响。所以要想学好电学这部分内 容还得深刻理解短路这个概念。
动态电路专题总结
1、动态电路是由于电路中滑动变阻器的滑片移动 或电路中各开关的通断引起电路中的电流、电压等物 理量的变化；
2、解题时，应先判断确定滑动变阻器的滑片移动 或各开关通断时，电路的连接情况及各电表所测的物 理量；
3、再根据已知条件，利用其中一种情况解决部分 所求量，然后将所求得的量做为已知带入另一种情况 求解。
4、若题目中哪一种情况都没有将已知条件给足， 解决此类问题就必须将几种情况结合在一起看，将由 不同情况得出的几个等式联立起来解决问题。
二、问题导学 知识储备
1、快速说出串联和并联电路的电流、电压、电阻的特点：
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。
在看电路图的时候，应该采用何种方式来弄清电 路的连接情况？
1.将电流表看成导线，电压表看成断开的，先弄清电路 是串联还是并联的；
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。
动态电路的分析与计算
2023
《动态电路的分析与计算》
CATALOGUE
目录
动态电路概述动态电路分析方法动态电路计算技巧动态电路的应用动态电路的仿真与实验
01
动态电路概述
动态电路的定义
动态电路在时间上具有非线性特性，即电路的行为随时间变化而变化。
动态电路在时间上具有记忆效应，即过去的状态会影响未来的行为。
动态电路是指具有储能元件（如电容、电感）的电路，其动态过程由电荷和能量转移来决定。
通过在复频域中进行运算，可简化电路的分析过程。
拉普拉斯变换法通常用于分析具有连续时间变量的电路。
傅里叶变换法
基于傅里叶变换的一种频域分析方法，可将时域函数转换为频域函数。
可用于分析线性时不变和时变电路，以及单频率和多频率信号的情况。
通过在频域中进行运算，可简化电路的分析过程。
傅里叶变换法通常用于分析具有离散时间变量的电路。
使用Multisim进行动态电路实验的步骤包括建立电路图、连接实验仪器、运行实验和结果测量。
电路图的建立
在Multisim中，可以使用提供的元件库和连接工具，方便地建立动态电路的电路图。
连接实验仪器
根据实验需要，将实验仪器连接到电路中，如电源、电阻、电容等。
运行实验
通过Multisim的实验运行功能，进行动态电路的实验运行，观察实验现象。
RC电路
RL电路
LC电路
动态电路的分类
动态电路具有能量储存功能，可以在没有外部激励的情况下保持状态。
动态电路的特点
动态电路在工程、电子、通信等领域具有广泛的应用。
动态电路的行为可以通过微分方程或差分方程来描述，这使得动态电路的分析与计算相对复杂。
02
动态电路分析方法
动态电路的分析与计算
动态电路的分析与计算动态电路是指根据电压和电流的变化情况，进行分析和计算的电路。
在动态电路中，电压和电流是随时间变化的，因此需要进行动态分析，即考虑电路中的时间响应。
动态电路有许多应用，如信号处理、通信系统、数据传输以及计算机等。
动态电路的分析方法主要有微分方程法和拉普拉斯变换法。
微分方程法以电路中的基本元件为基础，根据基尔霍夫定律和基本电路方程建立微分方程组，通过求解微分方程组来获得电路的时间响应。
拉普拉斯变换法则是将时间域的电路方程转化为复频域的代数方程，通过频域分析来求解电路的输出响应，最后再进行反变换得到时间响应。
对于动态电路的计算，通常需要计算电路的传输函数、单位冲激响应或者零输入响应等。
电路的传输函数是指输出与输入之间的关系，可以用于计算输出的频率响应和稳态响应。
单位冲激响应是指当输入是单位冲激信号时，电路的输出响应。
零输入响应是指当输入为零时，电路的输出响应。
在进行动态电路分析和计算时，需要考虑电路中的各种元器件的动态特性和非线性特性。
例如，电容和电感有时会引起频率依赖的阻抗，这需要在计算中进行考虑。
此外，对于非线性元件，可以使用小信号模型或者通过数值方法进行求解。
动态电路的分析和计算通常使用电路模拟软件或者数值分析软件进行。
这些软件可以提供丰富的模型和工具，使得电路的分析和计算更加方便和准确。
例如，SPICE软件可以模拟电路的动态响应，并给出电路的各种性能参数和波形图。
总的来说，动态电路的分析和计算是电路理论和实验的重要组成部分。
通过合理使用分析方法和计算工具，可以获得电路的时间响应和频率响应等信息，为电路设计和优化提供依据。
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。
电模第三章(动态电路分析)
?
前一个稳定状态
过渡状态
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+ uL –
+ Us -
(t →∞) R i + k uL –
k未动作前，电路处于稳定状态： uL= 0, 未动作前，电路处于稳定状态： 未动作前 k断开瞬间 断开瞬间
i=Us /R
i = 0 , uL = ∞
q
斜率为C 斜率为
u + u(t) 线性时不变电容的特性
线性电容——特性曲线是通过坐标原 特性曲线是通过坐标原 线性电容 点一条直线，否则为非线性电容。 点一条直线，否则为非线性电容。时 不变——特性曲线不随时间变化，否 特性曲线不随时间变化， 不变 特性曲线不随时间变化 则为时变电容元件。 则为时变电容元件。
dq d (C u ) du i (t ) = = =C dt dt dt
1. 电容是动态元件 电容的电流与其电压对时间的变化率 成正比。假如电容的电压保持不变， 成正比。假如电容的电压保持不变， 则电容的电流为零。 则电容的电流为零。电容元件相当于 开路( ) 开路(i=0)。
4 .电容是储能元件 电容是储能 电容是储能元件 电压电流参考方向关联时， 电压电流参考方向关联时，电容吸收功率 du p ( t ) = u ( t ) i ( t ) = u ( t )C dt 可正可负。 p 可正可负。当 p > 0 时，电容 吸收功率（ ），储存电场能量增加 储存电场能量增加； 吸收功率（吞），储存电场能量增加； 0时 电容发出功率（ ），电 当p < 0时，电容发出功率（吐），电 容放出存储的能量。 容放出存储的能量。
电压电流参考方向关联时， 电压电流参考方向关联时，电感吸收功率
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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串联电路
1、如图所示的电路中，电源电压保持不变。
闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，示数变大的电表有_ 个；电压表V1的变化量△V1与电压表V2的变化量△V2的比值将。
（选填“变小”、“不变”或“变大”）
2、在如图所示的电路中，电源电压保持不变。
闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电压表V2的示数将，电压表V1与V2的差值跟电流表A示数的比值将（均选填“变小”、“不变”或“变大”）
要点：变阻器动态变化，串联电路分压原理，电压、电流组合计算关系的物理意义。
3、在如图所示的电路中，电源电压不变。
闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表A的示数___________，电压表V1的示数___________，电压表V2的示数___________。
（均选填“变大”、“不变”或“变小”）要点：变阻器动态变化，看清电表的测量对象，串联电路阻小流大，分压关系。
4、在如图所示的电路中，电源电压保持不变。
闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电流表A的示数将___________，电压表V与电压表V1示数的差值将___________。
（均选填“变大”、“变小”或“不变”）
要点：变阻器动态变化，串联电路的电流变化（阻小流大），分压关系以及差值的物理意义。
5、在如图所示的电路中，电源电压不变，当电键S由闭合到断开时，电流表A的示数将___________，电压表V1的示数将___________。
S断开后，将滑片向右移动，则电流表A的示数将___________，电压表V1示数与电压表V2示数的比值将___________。
（均选填“变大”、“变
小”或“不变”）
要点：变阻器和电键开关引起的动态变化，串联电路分压原理，短路的判别，要熟练看出电表测量的对象。
V R
A
S
P
V
R
6、在如图所示的电路中，电源电压保持不变。
闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表A的示数将__________电压表V2与电压表V1示数的比值将
__________（均选填“变小”、“不变”或“变大”
要点：变阻器动态变化，电路的简化，确定电表测量对象并联电路
R2
P
R1
S
V2
V1
A
A
V
V1
R1R2
S
P
R1
S
V1
V2
A
R2
P
P A
R1P
R
S
V1V2
V
7、在如图所示的电路中，电源电压不变，闭合电键后，将滑动变阻器的滑片P由图中所指位置向右移动时，电流表A1的示数_________，电流表A1的示数与电流表A2的示数的和跟电流表A2的示数的比值_________。
要点：变阻器动态变化，电路的简化，改变计算式的形式8、如图所示的电路中，电源电压保持不变。
当电键S由断开到闭合时，电流表A1的示数______选填“变大”、“变小”或“不变”），若在此过程中，有一个电压表的示数变大，则该电压表应连接在点a、b、c中的_______点上。
要点：电键开关动态变化，并联电路，断路电压。
9、在如图所示的电路中，电源电压保持不变。
闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表A1的示数将_________，电压表V与电流表A示数的比值将_________。
（均选填“变小”、“不变”或“变大”）
要点：变阻器动态变化，并联电路的特点，V/A的物理意义。
并联电路电阻的特点。
10、在如图所示的电路中，电源电压保持不变。
闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P自左端向中点移动时，电压表V示数的变化情况是_________，电流表A1与电流表A示数的比值变化情况是_________。
要点：变阻器动态变化，并联电路的特性，比值计算关系形式的改变。
11、如图所示的电路中，只闭合电键S1，滑动变阻器的滑片向右移动至b端的过程中，电压表的示数；当滑片移至b端后，再将电键S2闭合时，电流表的示数
___________（均选填“变小”、“不变”或“变大”）。
要点：变阻器和电键开关同时引起动态变化，串联电路电源电压不变。
短路的判别。
综合例题
12、在如图所示的电路中，电源电压保持不变。
电键S 由断开到闭合，电压表V的示数将________(选填“变小”、“不变”或“变大”)，电流表A1示数的变化量与电流表A示数的变化量的比值________(选填“小于1”、“等于1”或“大于1”)。
要点：电键开关引起的动态变化，并联电路的分流特性，特别注意示数变化量的比值和示数的比值是的区别。
A
V
R1
R2
S2
S1
a b
S
R2
R1
A2
A1
R1
A2
A1
S R2
a b c
V
A
R2
R1
S
A1
R1
A
A1
P
R2
V
S
13、如图所示电路中，R1为定值电阻，R为滑动变阻器. S闭合后，滑动变阻器滑片自b向a端移动，V1的示数为________（选填“变大”、“变小”或“不变”），V2的示数变化量与V1的示数变化量的比值将________（选填“大于1”、“等于1”或“小于1”）
要点：变阻器动态变化，串联电路分压原理。
电源电压恒定。
同09金山类似。
14、在如图所示的电路中，电源电压保持不变。
当电键S 由断开到闭合时，电压表V示数将____________。
闭合电键后，当滑动变阻器滑片P向右移动时，电流表A1与电流表A示数变化量的比值将_____________。
（均选填“变小”、“不变”或“变大”）
要点：电键开关、变阻器动态变化，并联电路的特点，注意示数变化量的比值和示数的比值是有区别的。
R2P A
A1
S R1
V
15、在图中的电路中，电源电压保持不变。
闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电压表V的示数将__________，电流表A与电流表A1示数的差值将__________。
（均选填“变大”、“不变”或“变小”）
要点：变阻器动态变化。
并联电路的电压特性和分流关系。
差值的物理意义。
16、在如图所示的电路中，电源电压保持不变。
闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P 向右移动时，电流表 A 的示数将__________ ( 选填“变小”、“不变”或“变大”)，电压表V与电压表 V2示数的差值跟电压表 V1示数的比值________( 选填“小于1”、“等于1”或“大于1”) 。
要点：变阻器动态变化。
串联电路的电流变化，几个物理量组合计算关系的简化。