[工学]电工第六章.ppt

第6章 电路中的暂态过程 3.1 概述 一、暂态响应的概念： 二、暂态过程的产生 有电容的电路存在过渡过程。 有电感的电路存在过渡过程。 过渡过程产生原因 三、 暂态分析的意义及方法 3.2 电压、电流初始值和稳态值的确定 一、电路的换路定律: 二、 t=0+时刻初始值的确定 (2) 其它电量初始值的求法 例1 例2a 例2b 小结 2. 换路瞬间， 、 不能跃变, 但其它电量均可以跃变。 三、电路稳态值的确定 3.3 RC电路的分析 一、 RC电路的零输入响应 无电源激励, 输入信号为零, 仅由电容元件的初始储能所产生的电路的响应。 (2) 解方程： 2.电流及电阻电压的变化规律 时间常数 改变R或C值，可以改变时间常数，从而改变暂态过程的时间 (3) 暂态时间 二、 RC电路的零状态响应 求对应齐次微分方程的通解 (3) 电容电压 uc 的变化规律 2. 电流 iC 的变化规律 (3) 暂态时间 三、RC电路的全响应 结论1： 全响应 = 稳态分量 +暂态分量 解算时域响应的一般步骤 列出电路换路后表征其运行状态的微分方程； 求出特解，即稳态分量（稳态求解方法）； 求出通解，即暂态分量（通过相应的齐次微分方程求解）； 求出通解，它为特解与齐次微分方程通解之和； 根据电路的初始条件和换路定律确定积分常数并代入通解表达式。 例3 小结 电路响应的变化曲线 3.4 一阶线性电路暂态分析的三要素法 三要素法求解暂态过程的要点 “三要素”的计算（之一) “三要素”的计算（之二) “三要素”的计算（之三) RC 电路? 的计算举例 例 3.5 RC电路的脉冲响应 一、微分电路 EWB平台下的仿真波形 二、 积分电路 小结 3.6 RL电路的暂态分析 2. 其他量的变化规律 3.实际中RL能否直接从直流电源断开？ 二、 RL电路的零状态响应 三、RL电路的全响应 本 章 小 结 C R t=0 ~ tp + - US R C t tp R C 条件：τ tp ; u0=uC 电路的输出近似 为输入信号的积分 tp t US 0 电路的输出近似 为输入信号的积分 t 0 输出电压与输入电压近似成积分关系。 C R t2 US t t1 t t2 t1 US t t2 t1 1、RC电路在矩形脉冲激励下，若选取不同的时间常数，输出电压与输入电压之间存在着特定（微分或积分）的关系。 2、满足条件：τ tp ; u0=uC时，构成积分电路 3、满足条件：τ tp ; u0=uR时，构成积分电路 一、 RL 电路的零输入响应 U + - S R L (t=0) + - + - 列微分方程： 可由待定系数法解此微分方程，设解的形式为： 代入微分方程确定P: 1. iL的变化规律 R1 根据三要素法求iL 1) 确定初始值 2) 确定稳态值 3) 确定电路的时间常数 U + - S R L (t=0) + - + - R1 变化曲线 O 0 -U U U + - S R L (t=0) + - + - R1 (1) 分析可能产生的现象 1)刀闸处产生电弧 2)电压表瞬间过电压 U + - S R L 2 1 t=0 + - + - U + - S R L 2 1 t=0 + - + - V 理论上认为 、 电路达稳态 随时间而衰减 t 0.368U 0.135U 0.050U 0.018U 0.007U 0.002U 当 t =5? 时，过渡过程基本结束，uC达到稳态值。 工程上认为 电容放电基本结束。 (3~5) t t = 零状态响应: 储能元件的初始能量为零， 仅由电源激励所产生的电路的响应。 开关S在t＝0时接入外电源，而电容初始储能为0，即为零状态。 (1) 列 KVL方程 1. uC的变化规律 即 方程的解 =方程的特解 + 对应齐次方程的通解 一阶线性常系数 非齐次微分方程 uC (0 -) = 0 s R Us + _ C + _ i uc (2) 解方程 求特解 ： 作特解，故此特解也称为稳态分量或强制分量，即 在电路中，通常取换路后的新稳态值 [记做： ] uC (0 -) = 0 s R Us + _ C + _ i uc 稳态值：uC(?)=Us 即： 的解 非齐次微分方程的完整解为 确定积分常数A 根据换路定律在 t=0+时， uC (0 -) = 0 s R Us + _ C + _ i uc (3) 电容电压 uC 的变化规律 随时间变化，故通常称为自由分量或暂态分量。 t o +