电工技术应用基础.ppt

电感元件 动态过程产生的原因 1）电路中存在动态元件L 2）电路发生换路，即电路的状态 或结构发生变化 剩下跟电容对比记忆 【例14-2】 下图所示电路中，开关转换前电路已处于稳态，t = 0时开关由1位接至2位，求t ≥0时（即换路后）iL 、i2、i3和电感电压uL的解析式。 1.电容器的结构 两金属极板 绝缘物质(电介质) 在两个正对的平行金属板中间夹上一层绝缘物质(电介质),就构成了最简单的电容器,叫平行板电容器.两个金属板叫电容器的极板. 强调：任意两个彼此绝缘又相隔很近的导体,都可以看成是一个电容器. 2.电容器的充电： + + + + - - - - -Q +Q U 把电容器的两个极板和电池的正负极相连,两个极板就分别带上了等量的异种电荷,这个过程叫充电.充电过程中电路中有短暂的充电电流. 强调：一个极板上所带电量的绝对值叫电容器的电量Q. 充了电的电容,两极板间就有电场,电势差U.从电源获得的电能储存在电场中,这种能量叫电场能. 电容器有储存电荷和电场能的本领. + + + + - - - - -Q +Q U 3.电容器的放电 把充电后的电容器两极板接通,两极板上的电荷中和,电容器不再带电,这个过程叫放电.并有短暂的放电电流. 放电后,两极板就不再有电场和电势差, 电场能转化为其它形式的能. + + + + - - - - -Q +Q U 1.电容： 电容器所带的电量Q与电容器两极板间的电势差U的比值,叫做电容器的电容。 2.公式 3.单位 1C/V=1F(法拉) 1F=106μF=1012pF 4.注意 C=Q/U是比值定义式 C与Q、U无关.C由电容器本身结构性质决定, 反映了电容器容纳电荷本领。 1.动态过程产生的原因 1）电路中存在动态元件C 2）电路发生换路，即电路的状态 或结构发生变化 t = 0 E R + _ I K 无过渡过程 I 电阻电路： 稳态 暂态 C 电路处于旧稳态 K R U + _ 开关K闭合 电路处于新稳态 R U + _ t U RC电路过渡过程的产生: Uc=U Uc=0 旧稳态 新稳态 过渡过程 : 过渡过程是一种自然现象， 对它的研究很重要。过渡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，可能出现过压或过流，致使设备损坏，必须采取防范措施。 过渡过程的意义 2.电容电路的换路定律： 换路什么时候发生： 1 . 电路接通、断开电源 2 . 电路中电源的升高或降低 3 . 电路中元件参数的改变 ………….. 换路定律内容: 在换路瞬间，电容上的电压不能突变。 设：t=0 时换路 --- 换路前终了瞬间 --- 换路后初始瞬间 则 自然界物体所具有的能量不能突变，能量的积累或 释放需要一定的时间。所以： 不能突变 不能突变 电容C存储的电场能量 3.换路电路的应用：初始值的确定 初始值（起始值）：电路中 u、i 在 t=0+ 时的大小。 三步走： 1）由换路前的稳态电路求出电容电压； 2）根据换路定律得到电容电压的初始值； 3）根据换路后的等效电路求出电容电流和电阻电压，以及电流的初始值。 书98页例4-1 4.一阶动态电路的三要素法： 为什么要求解一阶线性电路？ 只含有一个储能元件或可等效为一个储能元件的动态电路称之为一阶线性电路。 目的就是找出整个过渡过程中的电压、电流各量的变化规律。 通过前面对一阶动态电路过渡过程的分析可以看出，换路后，电路中的电压、电流都是从一个初始值f（0+）开始，按照指数规律递变到新的稳态值f（∞），递变的快慢取决于电路的时间常数τ。 一阶动态电路的三要素 初始值f（0+） 稳态值f（∞） 时间常数τ 一阶动态电路的三要素 童鞋们不要忘了这也是一阶线性电路的求解过程哦！ 三要素法的通式 进一步推得： 由此式可以确定电路中电压或电流从换路后的初始值变化到某一个数值所需要的时间 三要素法应用举例（先看书100页例4-3） 下图所示电路中，已知US =12V，R1= 3kΩ，R2 =6kΩ，R3=2kΩ，C=5μF，开关S打开已久，t=0时，S闭合。试用三要素法求开关闭合后uC、iC、i1和i2的变化规律即解析式。 解： 先求电压、电流的三要素。 （1）求初始值 uC（0+）= uC（0-）= 0 （2）求稳态值 （3）求时间常数τ （4）根据三要素法通式写出解析式 说明： 上题也可以只求出电容电压