CDIO+一阶电路的时域分析(第四章).ppt

知识 建立并深刻理解电路的暂态和稳态、电路的换路、电路的零输入响应、零状态响应和全响应等概念。深刻理解动态电路元件（电容和电感元件）的特性。 学习并掌握RC和RL电路在直流激励下电路发生换路时的响应（电压、电流和能量）的分析方法，理解其响应规律。 学习并掌握一阶电路“三要素”分析法。 学习并掌握应用EWB软件进行动态元件和动态电路仿真和响应规律测试的方法。 §4-1 动态元件 （1） VCR： 4、电容的储能 5、电容电路的分析 二、电感 （a）多层片状电感 （b）磁环电感 2、电感伏安特性 (1) VCR： 4、电感的储能 即：仅以磁场方式存储能量，并可将此能量释放出去，电感本身并不消耗 能量；电感电流反映了电感的储能状态，称电感电流为状态变量。 1、电容的串并联 （2）电容的并联 2、电感的串并联 （1）电感的串联 电容与电感小结： 常系数非齐次一阶微分方程 一、动态电路与换路定律 举例: 图示电路，t0 ，开关K闭合，电路稳定；t=0时刻， 开关K打开，求uc (0+) 和iL (0+) 。 二、电路初始值确定 例1: 图示电路，t0，K打开，电路稳定，t=0，K闭合。求ic (0+)、 uL1(0+) 、 uL2(0+)。 小结 电阻电路的电压电流仅仅由独立电源所产生。 §4-3 一阶电路的零输入响应 讨论： 二、RL 电路的零输入响应 例1 电路如图所示，已知电容电压uC(0-)=6V。t=0闭合开关，求t 0的电容电压、电容电流和电阻电流 解：在开关闭合瞬间，电容电压不能跃变，由此得： 例2 电路如图所示，开关S连接至1端已经很久，t=0时开关S由1端倒向2端。求t?0时的电感电流iL(t) 和电感电压uL(t)。 §4-5一阶电路的零状态响应 非齐次方程 其波形如图所示 二、RL电路的零状态响应 小结： §4-6 一阶电路的全响应---三要素法 其解为： 将电容电压uC(t)改写为以下形式： 其通解为: 三要素公式： 直流激励下一阶电路全响应的波形曲线 直流激励一阶电路响应三要素法的一般步骤： 例1:图示电路，求开关K闭合后iL和i。 例3:图示电路， t0，K在a，电路稳定。t=0，K从a打到b。求 t0时的电流i (t)和iL (t)及其波形。 例4:图示电路t0时处于稳态。t=0时开关接通。 求t0时电压uC和电流i。 例5:图示电路t0处于稳态, t=0时开关接通。设uS1=38V,uS2=12V,R1=20? ,R2=5? ,R3=6? ,L=0.2H，求t?0的电流iL 。 例6:图(a)所示电路中，电感电流i(0- ) =10A， L=(1/6)H。求t ?0时电流 i 。 小结 直流激励一阶电路响应三要素法的一般步骤： 例2：图示电路，已知：iL(o-)=0，求uL(t)、i(t) 例2: 图示电路，求i (t) 。 练习 图示电路。t0，K在a，电路稳定。t=0，K从a打到b，t=2ms时K又从打b到a 。求 t0时uc (t) 。 1. 基本概念： 换路、过渡过程、暂态、稳态、零状态、全响应 零输入及其响应、 时间常数； 2. 基本理论： 3. 基本方法： 换路定理 三要素法 4. 重点： 换路定理及t=0_、 t=0+、t0的计算； 1、初始值y (0+)的计算：  (1) 在t0的电路，计算uC(0-)或iL(0-)； (2)确定初始值：uC(0+)=uC(0-)和iL(0+)=iL(0-)； (3)非独立初始值的确定: 0+等效电路法(t0) ； 电容用uc (o+)电压源替代、电感用iL (o+)电流源替代；电路其余结构不变求得非独立初始值；2、稳态值y (?)的计算：(t0的电路) 在t0的电路中，电容开路或电感短路计算出稳态值 y(?)。3、时间常数? 的计算：(t0的电路) 先计算Ro ，则：? =RoC 或 ? =L/Ro计算出时间常数；4、将y (0+)，y(?)和 ? 代入一般表达式； K 2A 4H L 2Ω R Is + Us 10V t=0 iL i (2) t≥0＋时，电路如下： (1) t＝0－时： L R Is + Us iL i a b 作戴维南等效： 2Ω + 6V iL 4H 从而： 解： iL i 解： 1）t0，K在a，电路稳定，有 t=0，K从a打到b，有 2）t0，K在b，有 i iL 3）t0