电工学--电路暂态分析1.ppt

试确定在K闭合后 ，uL、uc、uR 、 iR、iL、 iC和ik的初始值，设K闭合前电路处于稳态。 例4 k L 解 L 1）t=0- L 2）t=0+ k 推广：换路定则也可以适用于任何瞬间，只要电路发生换路的情况都是适用的。 k L R2 R1 1 2 比如：在 t=t1时，开关k由1 2 电压表内阻 设开关 K 在 t = 0 时打开 求: K打开的瞬间,电压表两端 的电压。 K . U L V R iL 四、过渡过程的危害 1. 换路瞬间， 不能突变。其它电量均可 能突变，变不变由计算结果决定； 3. 换路瞬间，若 ，电感相当于断路； 2. 换路瞬间，若 电容相当于短路； 电容相当于恒压源 若 小 结 ，电感相当于恒流源 若 Note : 可见：虽然电感上的电流是不跃变的，但 可以跃变 电容上的电压是不跃变的，但 可以跃变。 但电阻上的电压和电流都可以跃变。 在求电路的初值时，仅需光计算电容电压 和 ，而其它电量就没有必要去 Note :在某一时刻t，合上k，则E对电容充,直到充满，电容两端电压达Uc=E Note : 南京航空航天大学 第三章 电路的暂态分析 3.2 储能元件和换路定则 3.3 RC电路的响应 3.4 一阶线性电路暂态分析的三要素法 3.6 RL电路的响应 3.5 微分电路与积分电路 3.1 电阻元件、电感元件与电容元件 i u R 一、电阻元件 — 表明电能全部消耗在电阻上，转换为热能。 3.1 电阻元件、电感元件与电容元件 电阻元件为耗能元件 L称为线圈的电感 （自感） 线圈 匝数 磁通 i 二、电感元件 电感元件的参数 + – u L的单位为亨利 H 或（mH) ? e eL—自感电动势 u i + – + – u eL i L 电感中电流、电压的关系 当 (直流) 时, 在直流电路中电感相当于短路 u e i + + – – L中的i增大时,磁场能量WL(t )也增大 ，在此过程中电能转换为磁能。 即：L从电源取用能量 Li2是磁场能量 L中在某个时刻存贮的磁能与当时流过L的电流有关 电感储能（磁场能量） 三、电容元件 C—电容 F（法拉） ++ ++ - - - - +q -q u 电容符号 C 当 (直流) 时, 在直流电路中电容相当于断路（开路） ++ ++ - - - - +q -q u i 电容储能（电场能量） 能量 电压电流关系 参数定义 电容元件 电感元件 电阻元件 特征 元件 总结 在直流电路中（稳态），电感元件可视为短路，电容元件（稳态）可视为开路。 在交流电路中，电感元件上的电压和电容元件中的电流均不为零。 电阻元件：消耗电能，转换为热能 电感元件：产生磁场，存储磁场能 电容元件：产生电场，存储电场能 返回 如果一个电感元件两端的电压为零，其储能是否也一定为零？如果一个电容元件中的电流为零，其储能是否一定为零？ 思考题 返回 U R1 R2 L C R1 U R2 U为直流电压时,以上电路等效为 注意 L、C 在不同电路中的作用 前两章电路的工作状态： 另一种工作状态 : 电阻元件电路，一旦接通或断开电源，电路立即处于稳定状态 （简称稳态）。 ＊从一种稳定状态转到另一种新的稳定状态，往往不能跃变，而是需要一定过程（时间）的，这个物理过程称为过渡过程。 UC从 0 E所需要一定时间并不是在瞬间完成的，我们称这个过程为过渡过程，或暂态过程。 3.2 储能元件和换路定则 旧稳态 新稳态 过渡过程 : 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 + _ 优点：电子式时间继电器的延时就是电容充放电的快慢来决定。产生各种信号。 缺点：电路在接通或断开的暂态过程中，会产生电压过高（称为过电压）或电流过大（称为过电流）的现象，从而使电气设备或器件遭受损坏。 本章讨论以下两大问题： 1）暂态过程中电压和电流随时间而变化的规律； 2）影响暂态过程快慢的电路参数（时间常数） ＊暂态：过渡过程往往是为时短暂的，所以电路在过渡过程中的工作状态常称为暂态，即过渡过程也称为暂态过程。 暂态过程的优缺点： 暂态过程产生的原因：是由于物质所具有的能量不能突变所造成的，当条件改变时，能量随着改变，但是能量的积累或衰减是需要一定的时间的，不能跃变。