电路稳态分析.pptVIP

6.1 概述 一、时域响应 6.2 换路定律及初始值、稳态值的确定 一、换路定律 1、换路：电路的接通、切断、短路、电路参数的改变及电路连接方式的突然改变等叫换路 2、产生过渡过程的原因 外因：换路 内因：储能元件 产生过渡过程的电路及原因? 3、换路定律 二、稳态值f(∞)的计算 不论是换路前的稳定状态，或是换路后经暂态过程达到的稳定状态，求法都一样：若直流，电容开路、电感短路，再求出各值。 三、初始值f(0+)的计算 1、初始值：换路后初始时刻的各个量的状态（或大小），即：t=0+时刻的值。 2、独立的初始条件：uc和iL uc（0+）和iL（0+）由换路定律直接求的。 非独立初始条件：uL、ic和其他支路的u、i 非独立初始条件的确定受独立初始条件的约束。 3、电路初始值的求解步骤 （1）求换路前的uc(0-)和iL(0-) （2）利用换路定律求uc(0+)和iL(0+) （3）用t=0+等效电路求解非独立初始条件 t=0+等效电路：换路后的瞬间，电容用理想电压源代替，源电压为uc(0+)；电感用理想电流源代替，源电流为iL(0+)；并注意方向。 6.3 一阶电路的零输入响应 零输入响应—就是动态电路在没有外施激励时，由电路中动态元件的初始储能 引起的响应。 简单来说就是没有外激励，储能元件有内储能 RC电路的能量平衡关系 注意时间常数中R的求法 R为换路后，从储能元件看过去，电压源短路、电流源开路时的等效电阻。 例题 6.4 一阶电路的零状态响应 零状态响应—就是电路在零初始状态下（动态元件初始储能为零），由外施激励引起的响应。 简单来说就是有外激励，储能元件没有内储能 6.5 一阶电路的全响应 全响应—就是当一个非零初始状态的电路受到外激励时，电路的响应称为全响应。 简单来说就是有外激励，储能元件有内储能 第一步:求起始值 t=0 3A L K R2 R1 R3 IS 2? 2? 1? 1H t=0+时等效电路，电感相当于一个2A的恒流源 2A R1 R2 R3 t=0 3A L K R2 R1 R3 IS 2? 2? 1? 1H t=0+时的等效电路 第二步:求稳态值 t=?时等效电路 t=0 3A L K R2 R1 R3 IS 2? 2? 1? 1H R1 R2 R3 第三步:求时间常数 t=0 3A L K R2 R1 R3 IS 2? 2? 1? 1H L R2 R3 R1 L R 第四步: 将三要素代入通用表达式得过渡过程方程 例2 K R1=2k? U=10V + _ C=1?F t=0 R2=3k? 求： 例2 K R1=2k? U=10V + _ C=1?F t=0 R2=3k? 已知：开关 K 原在“3”位置，电容未充电。 当 t ＝0 时，K合向“1” t ＝20 ms 时，K再 从“1”合向“2” 求： 例3 3 + _ U1 3V K 1 R1 R2 1k 2k C 3μ + _ U2 5V 1k 2 R3 解：第一阶段 （t = 0 ~ 20 ms，K：3?1） R1 + _ U1 3V R2 初始值 K + _ U1 3V 1 R1 R2 1k 2k C 3μ 3 稳态值 第一阶段（K：3?1） R1 + _ U1 3V R2 K + _ U1 3V 1 R1 R2 1k 2k C 3μ 3 * 时域响应、时域分析、稳态、暂态、暂态过程 二、研究过渡过程的分析方法---- 经典法 经典法：用以时间t为变量的微分方程来描述电路，并利用初始已知条件确定积分常数、求解积分常数。 一阶电路：用一阶微分方程描述的电路。 二阶电路、高阶电路 主要介绍：一阶电路及其主要分析方法三要素法 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 + _ “稳态”与 “暂态”的概念: ? 无过渡过程 I ? 电阻电路 t = 0 U R + _ I K 电阻是耗能元件，其上电流随电压比例变化， 不存在过渡过程。 U t 电容为储能元件，它储存的能量为电场能量 ，其大小为： 电容电路 因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有电容的电路存在过渡过程。 U K R + _ C uC 电感电路 电感为储能元件，它储存的能量为磁场能量，其大小为： 因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有电感的电路存在过渡过程。 K R U + _ t=0 iL t 在换路瞬间，电容上的电压、电感中的电流 不能突变。 小结 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； 电