[工学]第3章暂态分析.ppt

教学要求： 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 电路暂态分析的内容 2. 换路定则 例1．暂态过程初始值的确定 例1．暂态过程初始值的确定 3.3 RC电路的响应 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 .2 .3 RC电路的全响应 3.4 一阶线性电路暂态分析的三要素法 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 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 .6 .3 RL电路的全响应 本章结束！ 求时间常数 由右图电路可求得 求稳态值 + - S t=0 6V 1? 2? 3? + - 2? 3? + - ( 、 关联) + - S t=0 6V 1? 2? 3? + - 微分电路与积分电路是矩形脉冲激励下的RC电 路。若选取不同的时间常数，可构成输出电压波形 与输入电压波形之间的特定（微分或积分）的关系。 1. 电路 条件 (1) RC串联，输出电压从电阻R端取出 T t U 0 tp C R + _ + _ + _ 由KVL定律 由公式可知 输出电压近似与输入电 压对时间的微分成正比。 3. 波形 t t1 U tp O t O C R + _ + _ + _ 输入上跳，输出产生正脉冲 输入下跳，输出产生负脉冲 不同τ时的u2波形 τ=0.05tp τ=10tp τ=0.2tp 应用: 用于波形变换, 作为触发信号。 U T 2T t U U T 2T t 2T T t U 2T T U t T/2 tp t T 2T C R + _ + _ + _ 条件 (1) RC串联，从电容器两端输出； 由图： 1. 电路 输出电压与输入电 压近似成积分关系。 2. 分析 T t U 0 tp C R + _ + _ + _ t2 U t t1 t t2 t1 U t t2 t1 U 用作示波器的扫描锯齿波电压 应用: u1 1. RL 短接 (1) 的变化规律 (三要素公式) 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 2 1 t=0 + - + - (2) 变化曲线 O O -U U U + - S R L 2 1 t=0 + - + - (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 U + - S R L 2 1 t=0 + - + - U + - S R L 2 1 t=0 + - + - V (2) 解决措施 接放电电阻 U + - S R L 2 1 t=0 + - + - 放电电阻R′不能过大， 否则会出现过电压。 在t＝0时 图示电路中, RL是发电机的励磁绕组，其电感较大。Rf是调节励磁电流用的。当将电源开关断开时，为了不至由于励磁线圈所储的磁能消失过快而烧坏开关触头，往往用一个泄放电阻R′ 与线圈联接。开关接通R′同时将电源断开。经过一段时间后，再将开关扳到 3的位置，此时电路完全断开。 例: (1) R′=1000?, 试求开关S由1合 向2瞬间线圈两端的电压uRL。 电路稳态时S由1合向2。 (2) 在(1)中, 若使U不超过220V, 则泄放电阻R′应选多大？ U L RF + _ R R′ 1 S 2 3 i 解: (3) 根据(2)中所选用的电阻R′, 试求开关接通R′后经 过多长时间，线圈才能将所储的磁能放出95%？ (4) 写出(3) 中uRL随时间变化的表示式。 换路前，线圈中的电流为 (1) 开关接通R′瞬间线圈两端的电压为 (2) 如果不使uRL (0) 超过220V, 则 即 (3) 求当磁能已放出95%时的电流 求所经过的时间 1. 变化规律 三要素法 U + - S R L t=0 + - + - 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 。 电 路 状 态 零输入： 电路中无电源激励（即输入信号为零） 时，为零输入。 3.3 RC电路的响应 电路的响应 零状态响应： 在零状态的条件下，由电源激励信号产生的响应为零状态响应。 ? 全响应： 电容或电感元件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（储能元件的储能）引起的响应，为零输入响应； 此时，