第5章-一阶电路的暂态分析.pptVIP

第二阶段（20ms ~） 电流过渡过程方程 第二阶段小结： 第一阶段小结： 总波形 始终是连续的 不能突跳 是可以 突变的 3 1.5 t 1.25 1 (mA) 20ms t 2 2.5 (V) 5.3.2 RC电路的响应 零状态、非零状态 换路前电路中的储能元件均未贮存能量，称为零状态 ；反之为非零状态。 电 路 状 态 零输入、非零输入 电路中无电源激励（即输入信号为零） 时，为零输入；反之为非零输入。 电路的响应 零状态响应： 在零状态的条件下，由激励信号产生的响应为零状态响应。 ? 全响应： 电容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，由非零初始态引起的响应，为零输入响应； 此时， 被视为一种输入信号。 或 R-C电路的零状态响应(充电） t R K + _ C E R-C电路的零输入响应（放电） t E 1 E + - K 2 R t=0 C E T t 零输入 响应 零状态 响应 C在 加入 前未充电 R C R-C电路的全响应( 零状态响应 零输入响应) + t 求： 例 已知：开关 K 原处于闭合状态，t=0时打开。 E + _ 10V K C 1? R1 R2 3k 2k t =0 解(一)：三要素法 起始值: 稳态值: 时间常数: 解: E + _ 10V K C 1? R1 R2 3k 2k 解(二)： 零状态解和零输入解迭加 + _ E 10V C 1μ R1 2k? C 1μ R1 2k? + 零输入 零状态 E + _ 10V K C 1? R1 R2 3k? 2k? 零状态解 + _ E 10V C 1μF R1 2k? 零输入解 C 1μF R1 2k? 全解 经典法或三要素法着眼于电路的变化规律 稳态分量 自由分量 完全解 稳态 分量 自由 分量 ＋ 两种方法小结 t 0 -4 6 10 (V) 零状态响应 零输入响应 电路响应分析法着眼于电路的因果关系 完全解 10 6 t 零输入 响应 零状态 响应 ＋ * 关于时间常数的讨论 的物理意义: 决定电路过渡过程变化的快慢。 t K R E + _ C 当 t=5? 时，过渡过程基本结束，uC达到稳态值。 当 时: t E ? 次切距 t 0 0 0.632E 0.865E 0.950E 0.982E 0.993E 0.998E t E 0.632E ? 越大，过渡过程曲线变化越慢，uc达到 稳态所需要的时间越长。 结论： (二) 三要素法 根据经典法推导的结果： 可得一阶电路微分方程解的通用表达式： K R E + _ C 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过渡过程，称为三要素法。只要是一阶电路，就可以用三要素法。 三要素法求解过渡过程要点： . 终点 起点 t 分别求初始值、稳态值、时间常数； . . 将以上结果代入过渡过程通用表达式； 画出过渡过程曲线（由初始值?稳态值） （电压、电流随时间变化的关系） 。 “三要素”的计算（之一) 初始值 的计算: 步骤: (1)求换路前的 (2)根据换路定理得出： (3)根据换路后的等效电路，求未知的 或 。 步骤: (1) 画出换路后的等效电路 （注意:在直流激励 的情况下,令C开路, L短路）； (2) 根据电路的解题规律， 求换路后所求未知 数的稳态值。 注: 在交流电源激励的情况下,要用相量法来求解。 稳态值 的计算: “三要素”的计算（之二) 求稳态值举例 + - t=0 C 10V 4 k 3k 4k uc t =0 L 2? 3? 3? 4mA 原则: 要由换路后的电路结构和参数计算。 (同一电路中各物理量的 是一样的) 时间常数 的计算: “三要素”的计算（之三) 对于较复杂的一阶RC电路，将C以外的电 路，视为有源二端网络，然后求其等效内阻 R。则 步骤: (1) 对于只含一个R和C的简单电路， ； Ed + - C RC 电路? 的计算举例 E + - t=0 C R1 R2 / E + _ R K t =0 L （2） 对于只含一个 L 的电路，将 L 以外的电 路,视 为有源二端网络,然后求其等效内阻 R