电路 3第9章 线性动态电路.ppt

当 t=5? 时，过渡过程基本结束，uC达到稳态值。 t 0 0 0.632US 0.865US 0.950US 0.982US 0.993US 0.998US 注：不同时刻指数衰减或增长值。见书P209表9-2。 从理论上讲，只有经过无限长时间，电路响应才衰减到0或增加到稳定值。但实际上，当t=5? 时，响应已衰减到初始值的0.7%或增加到稳态值的99.3%。工程中，当t≥5? 时，可以认为过渡过程基本结束。 经过对一阶电路的数学分析，证明? 值取决于一阶电路的结构与电路参数。 所以,可以通过电路参数的选取改变? 值，来控制过渡过程的时间。 对RC电路，有 对RL电路，有 ? =RC t US 0.632US τ1 τ2 τ3 0.368U0 τ1 τ2τ3 0 U0 uC t ? 越大，过渡过程曲线变化越慢，f（t）达到稳态所需要的时间越长。 结论： R1 + US - R2 C2 C1 S R3 R1 + US - R2 L S 例9-4 一阶电路如图所示，求开关S打开时电路的时间常数？ （a）RC电路的时间常数为 例9-2题图 （b） （a） 解: （b）RL电路的时间常数为 小结: 1.一阶电路的零输入响应、零状态响应及全响应的 概念。 全响应=零输入响应＋零状态响应 2.一阶电路的变化规律是按指数规律衰减或增加： 衰减或增加的速度与? 有关 对RC电路: 对RL电路: 教学内容: 一阶电路三要素法。 教学要求: 1.理解一阶动态电路的特点，掌握一阶电路的响应规律。 2.熟练掌握一阶电路三要素法。 教学重点和难点: 重点：应用三要素法求解一阶电路的响应。 难点：一阶电路在正弦激励下的响应。 9-3 一阶电路的三要素法 则一阶电路响应的一般公式： 9-3 一阶电路的三要素法 全响应 = 零输入响应 + 零状态响应 即 而 ★ 其中三要素为: 初始值 ---- 稳态值 ---- 时间常数---- ? 代表一阶电路中任一电压、电流函数。 式中 利用求三要素的方法求解一阶动态电路，称为三要素法。 三要素法求解动态电路要点： 终点 起点 t ? 分别求初始值、稳态值、时间常数； ? 将以上结果代入三要素表达式； （电压、电流随时间变化的关系） ? 画出过渡过程曲线（由初始值?稳态值） 。 具体求解f（0+）、f（?）和? 的方法如下： 1. 初始值f（0+），利用换路定理和t =0+ 的等效电路求得。 2. 新稳态值f（?），由换路后t =?的等效电路求出。 3. 时间常数? ，只与电路的结构和参数有关，RC电路? =RC，RL电路? = ，其中电阻R是换路后，在动态元件外的戴维南等效电路的内阻。 直流激励时，新稳态值的分析计算方法同直流稳态电路（此时，电容相当于开路，电感相当于短路，由此可以做出t =? 时的等效电路）。 初始值的求解见9-1节。 说明: 稳态值分两种情况,一是旧稳态,即t=0-时可能处于的稳态;另一是新稳态,即换路以后达到的稳定状态。 RC 电路? 的计算举例 US + - t=0 C R1 R2 t=0 IS R L R1 R2 R R2 R1 例9-5 解: 例9-5电路图 一、激励源为直流的一阶电路的求解 例9-6 例9-6电路图 解: * * 第9章 线性动态电路分析 孔子曰：智者乐水；仁者乐山。 章前絮语 老师说：含有储能元件电容和电感的电路既有稳态（静态）又有暂态（动态），分析此类电路，重要的是关注电路中所述的条件，条件不同电路的状态不同，变化的趋向也就不同。动态电路最典型的应用是实现波形变换。 动与静 马克思：运动是永恒的，静止是相对的。 电路和电路模型的概念；电路的基本物理量；电阻、电源元件的概念；电路的三种状态；基尔霍夫定律；电位分析。 本章教学内容 教学内容: 动态电路的动态过程、换路定理及初始值的计算 。 教学要求: 1.深刻理解动态电路的动态过程。 2.掌握换路定理。 3.会计算动态电路的初始值。 教学重点和难点: 重点：换路定理。 难点：换路定理的理解。 9-1 换路定律 9-1 换路定律 一、电路的动态过程 动态电路指含有储能元件——电容、电感的电路。 动态过程是电路从一种稳定状态变化到另一种稳定状态的中间过程。 实验电路如图示： DR DC DL R L C + US - S 开关S闭合时的三种现象： 电阻支路的灯泡DR会立即亮，而且亮度始终不变； 电感支路的灯泡DL由不亮逐渐变亮，最后亮度达到稳定； 电容支路的灯泡DC由亮变暗，最后熄灭。 内因 换路