3-电路的暂态分析课案.ppt

换路定则确定了换路瞬间电容电压uC和电感电流iL 暂态过程初始值的确定 未储能 例1． RC电路的响应 1 RC电路的零输入响应 时间常数 3 RC电路的全响应 例1： 作 业 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 第3章 电路的暂态分析 2 RC电路的响应 3 一阶线性电路暂态分析的三要素法 1 储能元件和换路定则 2．电阻电感电容元件哪些是耗能元件、哪些元件是储能元件? 储能元件和换路定则 电感储能： 1．电容元件电感元件在直流稳态的情况下（电压电流都不变），相当于什么？画出下面电路处于直流稳态时的等效电路。 + R R2 U _ R3 电容储能： + R R2 U _ R3 uC + - C iC (b) U + - S R U 暂态 稳态 o t 新稳态 稳定状态： 在指定条件下电路中电压、电流已达到稳定值。 暂态过程： 电路从一种稳态变化到另一种稳态的过渡过程。 产生暂态过程的条件： ∵ L储能： 换路: 电路状态的改变。如： 电路接通、切断、 短路、电源改变或参数改变 不能突变 C u \ ∵ C 储能： 产生暂态过程的原因： 由于物体所具有的能量不能跃变而造成 在换路瞬间储能元件的能量也不能跃变 (1) 电路中含有储能元件 (2) 电路发生换路 电容电路： 设：t=0 — 表示换路瞬间 (定为计时起点) t=0-— 表示换路前的终了瞬间 t=0+—表示换路后的初始瞬间（初始值） 电感电路： 如何计算初始值？ 求解要点： (2) 其它电量初始值的求法。 初始值：电路中各 u、i 在 t =0+ 时的数值。 (1) uC( 0+)、iL ( 0+) 的求法。 1) 先由t =0-的电路求出 uC ( 0– ) 、iL ( 0– )； 2) 根据换路定则求出 uC( 0+)、iL ( 0+) 。 由t =0+的电路及uC( 0+)、 iL ( 0+)求其它电量的初始值。 解： (1)由换路前电路求 由已知条件知 根据换路定则得： 已知：换路前电路处稳态，C、L 均未储能。试求：电路中各电压和电流的初始值。 S (a) C U R2 R1 t=0 + - L 未储能 , 换路瞬间，电容元件可视为短路。 , 换路瞬间，电感元件可视为开路。 (2) 由t=0+电路，求其余各电流、电压的初始值 S C U R2 R1 t=0 + - L (a) 电路 iL(0+ ) U iC (0+ ) uC (0+) uL(0+) _ u2(0+) u1(0+) i1(0+ ) R2 R1 + + + _ _ + - (b) t = 0+等效电路 练习与思考3.2.2 电容已储能 确定开关S断开后初始瞬间的电压uC和电流iC，i1，i2之值。S断开之前电路已处于稳态。 + - 2Ω 6V + – C 4Ω i1 i2 iC + - 2Ω 6V + – 4Ω i1 i2 t=0- + - 2Ω 6V + – C 4Ω i1 i2 iC t=0+ 3.1.1 在直流稳态时，电感元件上（ ） （1）有电流，有电压 （2）有电流，无电压 （3）无电流，有电压 3.1.2 在直流稳态时，电容元件上（ ） （1）有电流，有电压 （2）有电压，无电流 （3）无电压，有电流 3.2.1 在图3.01中，开关S闭合前电路已处于稳态，试问闭合开关S的瞬间，uL(0+)为（ ） （1）0V （2）100V （3）63.2V t =0 100? 1A S L uL + － 3.2.4 在图3.04中，开关S闭合前电容元件和电感元件均未储能，试问闭合开关S瞬间发生跃变的是（ ） （1）i和i1 （2） i和i3 （3） i2和uC uC + - t=0 C U R3 S R1 + - R2 i1 i i2 i3 L 图3.01 一阶电路暂态过程的求解方法 1. 经典法: 根据激励(电源电压或电流)，通过求解 电路的微分方程得出电路的响应(电压和电流)。 2. 三要素法 初始值 稳态值 时间常数 求 （三要素） 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。 一阶电路 求解方法 无电源激励, 仅由电容元件的 初始储能所产生的电路的响应。 ——RC电路的放电过程 + - S R U0 2 1 + – + – 初始值 电容电压 电阻电压： 放电电流 方法一: 方法二: 0 t O 令: 单位: S 当 时 时间常数 ? 决定电路暂态过程变化的快慢 0.368