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4.1 过渡过程的基本概念 例1． 例2： 例2： 3.3 一阶电路的暂态分析 二、RC电路的时域响应 3.4 求解一阶线性电路的三要素法 例1： 4.5 微分电路和积分电路 一、微分电路 2、分析 二、积分电路 3.波形 * 第四章 电路的时域分析 4.2 换路定则与电压和电流初始值的确定 4.3 一阶电路的暂态分析 4.1 过渡过程的基本概念 学习要点： 一阶电路的三要素分析法 暂态和稳态以及时间常数的意义 一阶电路的经典分析法 零输入响应、零状态响应和全响应 一、稳态、换路、暂态 1、稳态： 在指定条件下电路中电压、电流已达到稳定值。 2、换路： 3、暂态： 旧稳态 新稳态 换路 ★有电容或电感等储能元件存在时存在暂态， t(暂态) 纯电阻电路不存在暂态 （对直流电路）电流和电压是恒定的， （对交流电路）随t按周期性变化的 电路状态的改变。 如电路接通、断开、改接及元件参数改变等。 产生过渡过程的电路及原因 ? 无过渡过程 I 电阻电路 t = 0 E 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。 (1) 电路中含有储能元件 (内因) 产生暂态过程的必要条件： ? (2) 电路发生换路 (外因) E 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 储能元件 E K R + _ C uC 暂态 稳态 不能突变 uc \ 暂态的原因：物体所具有的能量不能跃变 t 储能元件 电感电路 电感为储能元件，能量大小为： K R E + _ t=0 iL L 暂态的原因：物体所具有的能量不能跃变 二、激励和响应 1、激励： 电路从电源（信号源）输入的信号，又称为输入 2、响应： 由激励和内部储能所产生的电压、电流，又称为输出 (1)零状态响应： 储能元件没有初始储能，仅由激励产生的响应 (2)零输入响应： (3)全响应： 仅由内部储能产生的响应 =零状态响应+零输入响应 + - S R U1 2 1 + – 3 + - U2 1、开始 S 1 零状态响应 2、S由 1 2 零输入响应 3、S先接1再由 1 3 全响应 一、换路定则: 在换路瞬间，电容上的电压、电感中的电流不能突变。 4.2 换路定则与电压和电流初始值的确定 电容电路 注：换路定则仅用于换路瞬间。 t=0+表示换路后的初始瞬间（初始值） 设：t=0 表示换路瞬间 t=0- 表示换路前的终了瞬间 电感电路 二、初始值的确定 求解要点： (2) 其它电量初始值的求法。 初始值：电路中各 u、i 在 t =0+ 时的数值。 (1) uC( 0+)、iL ( 0+) 的求法。 1) 先由t =0-的电路求出 uC ( 0– ) 、iL ( 0– )； 2) 根据换路定律求出 uC( 0+)、iL ( 0+) 。 由t =0+的电路求其它电量的初始值； 解： (1)由换路前电路求 由已知条件知 根据换路定则得： 已知：换路前电路处稳态，C、L均未储能。试求：电路中各电压和电流的初始值。 S C U R2 R1 t=0 + - L ,换路瞬间，电容元件可视为短路。 ,换路瞬间，电感元件可视为开路。 (2)由t=0+电路，求其余各电流、电压的初始值 iL(0+ ) U iC (0+ ) uL(0+) _ u2(0+) u1(0+) i1(0+ ) R2 R1 + + + _ _ + - 换路前电路处于稳态。 试求图示电路中各个电压和电流的初始值。 解： (1) 由t = 0-电路求 uC(0–)、iL (0–) 换路前电路已处于稳态：电容元件视为开路； 电感元件视为短路。 由t = 0-电路可求得： 4? 2? + _ R R2 R1 U 8V + + 4? I1(0-) 4? iC(0-) _ uC(0-) _ uL(0-) iL(0-) R3 L t = 0 -等效电路 2? + _ R R2 R1 U 8V t =0 + + 4? i1 4? iC _ uC _ uL iL R3 4? 由换路定则： 解：(2) 由t = 0+电路求 iC(0+)、uL (0+) uc (0+) 由图可列出 带入数据 iL (0+) C 2? + _ R R2 R1 U 8V t =0 + + 4? i1 4? iC _ uC _ uL iL R3 4? L t=0+时等效电路 4V 1A 4? 2? + _ R R2 R1 U 8V + 4? iC(0+) _ uL(0+) R3 i(0+) 并可求出 + _ 计算结