第4章暂态电路讲述.ppt

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2017-04-05 发布于湖北
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第4章暂态电路讲述

电路暂态分析的内容时间常数 4.3 一阶线性电路暂态分析的三要素法例1：例2：第4章小结基本概念暂态、零输入响应、零状态响应、全响应、时间常数基本定律换路定律、电容/电感的电压电流关系基本分析方法电路暂态分析的三要素法（公式、图形）、变化曲线 t 当 t = ? 时 ? 表示电容电压 uC 从初始值上升到稳态值的 63.2% 时所需的时间。电流 iC 的变化规律时间常数 ? 的物理意义 ? Us 为什么在 t = 0时电流最大？时间常数两种不同的测量方法！返回上一节下一节下一页上一页理论上 t = ? U(?) = US时完全达到稳态工程上 t = (3~5)τ U(3~5τ) = US 可认为电路已稳定,充电已基本结束。 4.2.3 RC 电路的全响应返回上一节下一节下一页上一页图 2.4.3 　RC 电路　 t = 0 时换路换路前，S 在a端电容有储能 uC(0-) = U0 换路后，S 在b端 uC(∞) = US 研究 uC和 iC 零输入响应零状态响应 + = 全响应＝零输入响应＋零状态响应 4.2.4 RL 电路的响应研究 iL和 uL t = 0 时换路换路前,S 合在a端换路后,S 合向b 端 I0(∞)= 0 返回上一节下一节下一页上一页 L 图 2.4.1 RL 电路的零输入响应（一）RL电路的零输入响应回路方程式：微分方程式：最后求得：时间常数：返回上一节下一节下一页上一页 0 d d = + L L i t i R L 返回上一节下一节下一页上一页变化曲线：已知: 分析: 换路前换路瞬间 S 换路瞬间,电感电压发生突变,实际使用中要加保护措施。电压表内阻设开关 S 在 t = 0 时打开。求: S 打开的瞬间,电压表两端的电压。 L R iL V 返回上一节下一节下一页上一页 L R iL V S L R iL V S 电压表得读数为返回上一节下一节下一页上一页图 2.4.2 用二极管防止产生高压 (二) RL 电路的零状态响应 t = 0 时换路换路前，S 断开电感无储能 iL = 0 换路后，S 闭合 iL(∞) = IS 研究 iL 和 uL 返回上一节下一节下一页上一页图 2.4.3 RL 电路的阶跃零状态响应回路方程式：微分方程式：最后求得：时间常数: 返回上一节下一节下一页上一页 (三) RL 电路的全响应返回上一节下一节下一页上一页图 2.4.4 RL 电路的阶跃全响应 RC零输入响应： RC零状态响应： RC全响应： RL零输入响应： RL零状态响应： RL全响应：稳态值初始值仅含一个储能元件或可等效为一个储能元件的线性电路, 且由一阶微分方程描述，称为一阶线性电路。据经典法推导结果全响应 uC (0 -) = Uo s R Us + _ C + _ i uc ：代表一阶电路中任一电压、电流函数式中, 初始值 -- （三要素）稳态值 -- 时间常数 ? -- 在直流电源激励的情况下，一阶线性电路微分方程解的通用表达式：利用求三要素的方法求解暂态过程，称为三要素法。一阶电路都可以应用三要素法求解，在求得、和? 的基础上,可直接写出电路的响应(电压或电流)。电路响应的变化曲线 t O t O t O t O 三要素法求解暂态过程的要点终点起点 (1) 求初始值、稳态值、时间常数； (3) 画出暂态电路电压、电流随时间变化的曲线。 (2) 将求得的三要素结果代入暂态过程通用表达式； t f(t) O 稳态值大于初始值的情况求换路后电路中的电压和电流，其中电容 C 视为开路, 电感L视为短路，即求解直流电阻性电路中的电压和电流。 (1) 稳态值的计算响应中“三要素”的确定 uC + - t=0 C 10V 5k? 1? F S 例： 5k? + - t =0 3? 6? 6? 6mA S 1H ? uc(∞) ? iL(∞) 1) 由t=0- 电路求 2) 根据换路定则求出 3) 由t=0+时的电路，求所需其它各量的或在换路瞬间 t =(0+) 的等效电路中电容元件视为短路。其值