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8.2 RC电路的瞬态过程
一、教学目标
1、了解RC电路的瞬态过程、时间常数。
二、教学重点、难点分析
重点：
1、RC电路的瞬态过程响应的求解。
难点：
同重点。
三、教具
电化教学设备。
四、教学方法
讲授法(以启示讲解为主)，多媒体课件。
五、教学过程
Ⅰ.知识回顾
什么是瞬态过程？
换路前后，电路的初始值如何确定？
II.新课
一、RC电路接通直流电源——RC电路的充电过程
如图2中，开关S刚合上时，由于uC(0) = 0，所以uC(0+) = 0，uR(0+) = E，该瞬间电路中的电流为
电路中电流开始对电容器充电，uC逐渐上升充电电流i逐渐减小，uR也逐渐减小。当uC趋近于E，充电电流i趋近于0，充电过程基本结束。理论和实践证明，RC电路的充电电流按指数规律变化。
其数学表达式为
（式8-2）
则 （式8-3）
（式8-4）
式中 = RC 称为时间常数，单位是秒(s)，它反映电容器的充电速率。 越大，充电过程越慢。当t = 时，uC = 0.632E，是电容器充电电压达到中终值的63.2%时所用的时间。当t = (3 ~ 5) 时，uC为(0.95 ~ 0.99)E，通常可以认为充电过程结束。
uC和i的函数曲线如图3所示。
（提示：时间允许的条件下，此部分讲解可以用教材图8-8所示实验演示，辅助学生理解。）
二、电容通过电阻放电——RC电路放电过程
如图4所示，电容器充电至uC =E后，将S扳到2，电容器通过电阻R放电。电路中的电流及都按指数规律变化，其数学表达式为
（式8-5）
（式8-6）
=RC是放电的时间常数。
uC和i的函数曲线如图5所示。
III.例题讲解，巩固练习
【例题1】略（见教材§8-2例题）
【例题2】图6所示电路中，已知C = 0.5 F，R1 = 100 ，R2 = 50 k，E = 200 V当电容器充电至200 V，将开关S由接点1转向接点2，求初始电流、时间常数以及接通后经多长时间电容器电压降至74 V？
解：
= R2C = 50 103 0.5 106 s = 25 ms
求得 t/ = 1
t = = 25 ms
IV.小结
= RC 称为时间常数，单位是秒(s)，它反映电容器的充电速率。 越大，充电过程越慢； 越小，充电过程越快。当t = (3 ~ 5) 时，uC为(0.95 ~ 0.99)E，认为充电过程结束。
RC电路状态 初始条件（t = 0+） 电压、电流变化 终态（t→∞） 时间常数
接通电源E
短 路
V. 作业
略。

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