电工学(电工技术)第七版 上册 第三章 电子教案.pptVIP

第3章 电路的暂态分析 本章要求 3.1.3 电容元件 3.2 储能元件和换路定则 1. 电路中产生暂态过程的原因 3.2 储能元件和换路定则 2. 换路定则 暂态过程初始值的确定 例1． 暂态过程初始值的确定 例1: 例2： 例2： 例2： 例2： 3.3 RC电路的响应 3.3.1 RC电路的零输入响应 (2) 解方程： 4. 时间常数 3.3.3 RC电路的全响应 3.6 RL电路的响应 3.6.1 RL 电路的零输入响应 2. RL直接从直流电源断开 3.6 .2 RL电路的零状态响应 3.4 一阶线性电路暂态分析的三要素法 例1： 例2： 3.5 微分电路和积分电路 3.5.1 微分电路 2. 分析 3.5.2 积分电路 3. 波形 求对应齐次微分方程的通解 通解即： 的解 微分方程的通解为 求特解 ---- （方法二） 确定积分常数A 根据换路定则在 t=0+时， t O (3) 电容电压 uC 的变化规律 暂态分量 稳态分量 -U +U 仅存在于暂 态过程中 ? 63.2%U -36.8%U 电路达到稳定 状态时的电压 3. 、 变化曲线 当 t = ? 时 ? 表示电容电压 uC 从初始值上升到 稳态值的 63.2% 时所需的时间。 2.电流 iC 的变化规律 4. 时间常数 ? 的物理意义 为什么在 t = 0时电流最大？ ? U t uc ,ic U 0.632U ? 越大，曲线变化越慢， 达到稳态时间越长。 结论： 当 t = 5? 时, 暂态基本结束, uC 达到稳态值。 0.998U t 0 0 0.632U 0.865U 0.950U 0.982U 0.993U t O 1. uC 的变化规律 全响应: 电源激励、电容元件的初始状态均不为零时电路的响应。 根据叠加定理 全响应 = 零输入响应 + 零状态响应 稳态分量 零输入响应 零状态响应 暂态分量 结论2： 全响应 = 稳态分量 +暂态分量 全响应 结论1： 全响应 = 零输入响应 + 零状态响应 稳态值 初始值 1. RL 短接 (1) 的变化规律 1) 确定初始值 (2) 变化曲线 -U U O O t (1) 可能产生的现象 1)刀闸处产生电弧 2)电压表瞬间过电压 (2) 解决措施 2) 接续流二极管D 1) 接放电电阻 1. 变化规律 2. 、 、 变化曲线 O O 稳态解 初始值 仅含一个储能元件或可等效为一个储能元件的线性电路，无论简繁，它的微分方程都是一阶常系数线性微分方程 据经典法推导结果 全响应 ：代表一阶电路中任一电压、电流函数 式中, 初始值 -- （三要素） 稳态值 -- 时间常数 ? -- 在直流电源激励的情况下，一阶线性电路微分方 程解的通用表达式： 利用求三要素的方法求解暂态过程，称为三要素法。 一阶电路都可以应用三要素法求解，在求得 、 和? 的基础上,可直接写出电路的响应(电压或电流)。 三要素法求解暂态过程的要点 起点 (1) 求初始值、稳态值、时间常数； (3) 画出暂态电路电压、电流随时间变化的曲线。 (2) 将求得的三要素结果代入暂态过程通用表达式； t f(t) O 终点 求换路后电路中的电压和电流 , 其中电容 C 视为开路, 电感L视为短路, 即求解直流电阻性电路中的电压和电流。 (1) 稳态值 的计算 响应中“三要素”的确定 例： 1) 由t=0- 电路求 2) 根据换路定则求出 3) 由t=0+时的电路，求所需其它各量的 或 在换路瞬间 t =(0+) 的等效电路中 电容元件视为短路。 其值等于 (1) 若 电容元件用恒压源代替， 其值等于I0 , , 电感元件视为开路。 (2) 若 , 电感元件用恒流源代替 ， 注意： (2) 初始值 的计算 1) 对于简单的一阶电路 ，R0=R ; 2) 对于较复杂的一阶电路， R0为换路后的电路 除去电源和储能元件后，在储能元件两端所求得的 无源二端网络的等效电阻。 (3) 时间常数? 的计算 对于一阶RC电路 对于一阶RL电路 注意： 若不画 t =(0+) 的等效电路，则在所列 t =0+ 时的方程中应有 uC = uC( 0+)、iL = iL ( 0+)。 R0的计算类似于应用戴维宁定理解题时计算电路等效电阻的方法。即从储能元件两端看进去的等效