电工学第三章暂态分析.ppt

第三章 电路的暂态分析（电路的过渡过程） §3.1 概述 §3.2 储能元件和换路定则 §3.3 ＲＣ电路的响应 §3.4　一阶电路过渡过程的分析 §3.5　微分电路与积分电路 §3.６ ＲＬ电路的响应 产生过渡过程的电路及原因? 求： 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” 例2 3 + _ E1 3V K 1 R1 R2 1k 2k C 3μ + _ E2 5V 1k 2 R3 解：第一阶段 （t = 0 ~ 20 ms，K：3?1） R1 + _ E1 3V R2 初始值 K + _ E1 3V 1 R1 R2 1k 2k C 3μ 3 稳态值 第一阶段（K：3?1） K + _ E1 3V 1 R1 R2 1k 2k C 3μ 3 R1 + _ E1 3V R2 时间常数 第一阶段（K：3?1） + _ E1 3V 1 R1 R2 1k 2k C 3μ 3 R1 + _ E1 3V R2 第一阶段（t = 0 ~ 20 ms ）电压过渡过程方程： 第一阶段（t = 0 ~ 20 ms） 电流过渡过程方程： 第一阶段波形图 20ms t 2 下一阶段 的起点 3 t 20ms 1 说明： ? ＝2 ms, 5? ＝10 ms 20 ms 10 ms , t=20 ms 时，可以认为电路 已基本达到稳态。 起始值 第二阶段: 20ms ~ （K由 1?2） + _ E2 R1 R3 R2 + _ t=20 + ms 时等效电路 K E1 R1 + _ + _ E2 3V 5V 1k 1 2 R3 R2 1k 2k C 3? 稳态值 第二阶段:(K:1?2) K E1 R1 + _ + _ E2 3V 5V 1k 1 2 R3 R2 1k 2k C 3? + _ E2 R1 R3 R2 时间常数 第二阶段:(K:1?2) _ C + E2 R1 R3 R2 K E1 R1 + _ + _ E2 3V 5V 1k 1 2 R3 R2 1k 2k C 3? 第二阶段（ 20ms ~） 电压过渡过程方程 第二阶段（20ms ~） 电流过渡过程方程 第二阶段小结： 第一阶段小结： 总波形 始终是连续的 不能突变 是可以 突变的 3 1.5 t 1.25 1 (mA) 20ms t 2 2.5 (V) t U(v) 20ms 3 5 0 开关的动作相当于在电路中加了如下的信号，这样的信号我们称为阶跃函数。 3.3.2 RC电路的响应 零状态、非零状态 换路前电路中的储能元件均未贮存能量，称为零状态 ；反之为非零状态。 电 路 状 态 零输入、非零输入 电路中无电源激励（即输入信号为零） 时，为零输入；反之为非零输入。 电路的响应 零状态响应： 在零状态的条件下，由激励信号产生的响应为零状态响应。 ? 全响应： 电容上的储能和电源激励均不为零时的响应，为全响应。 ? ? 零输入响应： 在零输入的条件下，由非零初始态引起的响应，为零输入响应； 此时， 被视为一种输入信号。 或 R-C电路的零状态响应(充电） t R K + _ C E R-C电路的零输入响应（放电） t E 1 E + - K 2 R t=0 C E T t 零输入 响应 零状态 响应 C 在 ui 加入 前未充电 R C R-C电路的全响应( 零状态响应 零输入响应) + t 求： 例 已知：开关 K 原处于闭合状态，t=0时打开。 E + _ 10V K C 1? R1 R2 3k 2k t =0 解(一)：三要素法 起始值: 稳态值: 时间常数: 解: E + _ 10V K C 1? R1 R2 3k 2k 解(二)： 零状态解和零输入解叠加 + _ E 10V C 1μ R1 2k? C 1μ R1 2k? + 零输入 零状态 E + _ 10V K C 1? R1 R2 3k 2k 零状态解 + _ E 10V C 1μ R1 2k? 零输入解 全解 C 1μ R1 2k? 经典法或三要素法着眼于电路的变化规律 稳态分量 暂态分量 完全解 稳态 分量 暂态 分量 ＋ 两种方法小结 t 0 -4 6 10 (V) 零状态响应 零输入响应 电路响应分析法着眼于电路的因果关系 完全解 零输入 响应 零状态 响应 ＋ 10V 6V t 提示：先画出 t=0 - 时的等效电路 画出 t =0 +时的等效电路（注意 的作用