电路分析简明教程（第二版）傅恩锡-第4章.pptVIP

1 2 3 本章中心内容 第四章 § 4-1 § 4-1 § 4-1 § 4-1 § 4-1 § 4-1 § 4-1 § 4-2 § 4-2 § 4-2 § 4-3 § 4-3 § 4-3 § 4-3 § 4-3 § 4-3 § 4-3 § 4-3 § 4-3 § 4-3 § 4-3 § 4-3 § 4-3 § 4-4 § 4-4 § 4-4 § 4-4 § 4-4 § 4-4 § 4-5 § 4-5 § 4-5 § 4-5 § 4-5 § 4-5 § 4-5 § 4-5 § 4-5 § 4-5 § 4-5 § 4-5 § 4-5 § 4-5 § 4-5 § 4-6 § 4-6 § 4-6 § 4-6 § 4-6 § 4-6 § 4-6 § 4-6 § 4-6 § 4-7 § 4-7 § 4-7 § 4-7 § 4-7 § 4-7 § 4-7 § 4-7 § 4-7 § 4-8 § 4-8 § 4-8 § 4-8 § 4-8 § 4-8 本章学习要求 掌握电容元件和电感元件的定义、基本性质及其伏安关系和能量的计算。 理解动态元件、动态电路、暂态过程（过渡过程）及电路的暂态和稳态的概念。 掌握换路定则的应用和一阶电路初始值的计算。 掌握一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应的分析方法,理解时间常数的物理意义；掌握应用三要素法分析一阶电路的暂态过程。 了解二阶电路的零输入响应的分析方法，理解RLC电路过阻尼、临界阻尼、欠阻尼、三种工作状态。 当点火开关S闭合时，流过电感的电流逐渐增加而达到其终值：iL(∞)=Us/R 。电感电流要充电到其稳态值所需时间大约是电路时间常数的5倍。 稳态时，iL是常数，电感电压 。若开关S突然断开 ， 很大，电感两端就形成一个很高的电压 。该电压加在火花塞电极上，在其充满燃料、空气混合体的空气隙间产生电火花，使汽车气缸中的燃料空气混合体被点燃。 § 4-8 例如，在图示电路中，汽车电池US=12V，螺线管电阻R=3Ω，点火线圈电感L=5mH，开关断开时间为1μs。在开关S未断开前线圈的稳态值电流 § 4-8 在开关S断开瞬间，火花塞电极电压 这个电压足以击穿火花塞两电极间空气，产生电火花。 二、微分电路和积分电路 在脉冲电路和自动控制中广泛应用的微分电路和积分电路，是RC电路在矩形脉冲信号激励下的两种应用电路。 1、 RC微分电路 对于一个RC串联电路，若输出电压从电阻两端引出，并适当选择电路的元件参数，便可实现微分电路的功能。 设图示RC串联电路的输出端开路，即i2=0时，则有 说明输出电压uR与电容电压uC的微分成正比。若输入电压ui≈uC，则uR近似地与输入电压ui的微分成正比。 由于ui=uC +uR 为了使ui≈uC 则应使 即 上式成立的条件是：电阻R很小，电容C也很小，即电路的时间常数τ=RC很小。当满足这个条件时，则有 即图示电路近似地实现了“微分”功能。 所示的矩形脉冲，其幅值为Us，宽度为t0；电路的时间常数τt0。该电路的电容电压波形uC及输出电压波形uR如图 (c)、(d)所示，从波形图可以看出，当微分电路的输入电压ui 为矩形脉冲时，输出电压uR为正、负尖顶脉冲。 改变电阻R或电容C的数值，即改变电路的时间常数τ，可以改变输出电压uR尖顶脉冲的宽度。 在脉冲电路中，常用微分电路将矩形脉冲信号变换成尖顶脉冲信号。在图(a)示微分电路中，输入电压ui为图(b) 常数微分等于零，可见uR与ui近似地成“微分”关系 2、 RC积分电路 在数学上，积分与微分互为逆运算。可想而知，RC积分电路在结构形式上和元件选择上应与RC微分电路相反，即输出电压从电容两端引出；电路的时间常数τ要很大。电路如图所示。 设该电路的输出端开路，即i2=0时，则有 即输出电压uC与电阻电压uR的积分成正比。 若输入电压ui≈uR，则由上式可见，输出电压uC近似地与输入电压ui的积分成正比。为了使ui≈uR，必须 即 上式成立的条件是：电阻R要大，电容C也要大，即电路的时间常数τ=RC要很大。当满足这个条件时，则有 即图示电路近似地实现了“积分”功能。 在脉冲电路中，常用积分电路将矩形脉冲信号变换成锯齿波信号。 在图（a）所示积分电路中，输入电压ui为矩形脉冲如图（b），其幅值为Us，宽度为t0；电路的时间常数τt0。该电路输出电压波形如图（c）所示；当积分电路输入为连续矩形脉冲时[见图