电路与电子技术课件-第三章 动态电路分析.pptxVIP

1第三章 动态电路分析 3.1 动态电路的基本概念3.2 一阶电路的分析3.5 二阶电路简介 23.1 动态电路的基本概念一.动态电路及其方程二.过渡过程产生的原因及条件三.什么是一阶电路四.动态电路的初始值五. 换路定律 3第一章~第二章:直流电路的基本定律(KCL、KVL)；基本定理(戴维南~、叠加~）；以及电阻电路的一般分析方法（支路电流法、节点电位法）。第三章一阶电路和二阶电路区别：? 构成电路的元件：增加了动态元件（L、C）? 电路的状态：稳态 ? 暂态过程? 电路的方程：代数~ ? 微分~目的：? 利用其特性 ? 造福人类；? 避免其危害 ? 过压、过流伤人及设备。 4??? 电容、电感元件的串联与并联1. 电感元件Leq=L1+L2+L3+…串联：并联：1/Leq=1/L1+1/L2+1/L3+…2. 电容元件串联：并联：1/Ｃeq=1/Ｃ1+1/Ｃ2+1/Ｃ3+…Ｃeq=Ｃ1+Ｃ2+Ｃ3+… 5动态电路换路后产生过渡过程 ，描述电路的方程为微分方程电阻电路换路后状态改变瞬间完成，描述电路的方程为代数方程初始状态过渡状态新稳态t1USuct0?动态电路：含有动态元件（L、C）的电路。当电路状态发生改变时需要经历一个变化过程才能达到新的稳态。上述变化过程习惯上称为电路的过渡过程。动态电路与电阻电路的比较：iS+–uCUsRCi t = 0+–3.1 动态电路的基本概念一. 动态电路及其方程 6二.过渡过程产生的原因及条件1）电路内部含有储能元件 ( L、C ) →内因2）换路（ 电路的结构或参数突然变化）→外因1、原因自然界中的物质在确定的稳定状态下，具备确定的能量形式。可见：能量W是不能突变的，能量的积聚和释放都是需要一定时间的→过渡过程2、条件通常由开关完成 7三.什么是一阶电路方程：换路后，描述电路的方程是一阶微分方程电路形式：通常它仅含一个储能元件或经简化后等 价为一个独立的储能元件的电路。 RC 电路、RL 电路是最简单的一阶电路iUsRC2C1+–iUsRC+– 8换路在 t = 0 时刻进行0- 换路前一瞬间 0+ 换路后一瞬间初始值： 响应在换路后瞬间(t = 0+时)的值.0-0+0tf(t)四.动态电路的初始值 9t = 0+时刻iucC+-1.五、换路定律当i(?)为有限值时uC (0+) = uC (0-)结论：换路瞬间，若电容电流保持为有限值， 则电容电压（电荷）换路前后保持不变。 10iuL+-L2.当u为有限值时iL(0+)= iL(0-)结论 ：换路瞬间，若电感电压保持为有限值， 则电感电流（磁链）换路前后保持不变。 11小结：换路定律2、若电感电压保持为有限值，则换路前后瞬间电感电流不突变：iL(0+)= iL(0-)1、若电容电流保持为有限值，则换路前后瞬间电容电压不突变：uC (0+) = uC (0-)uC (0+) 、iL(0+) 称为独立的初始条件，电路中其余的为非独立初始条件uR(0+) 、iR(0+) 、 uL(0+) 、iC(0+)等 12 电路初始值的确定(2) 由换路定律 uC (0+) = uC (0-)=8V+–10ViiC+8V–10k0+等效电路(1) 由0-电路求 uC(0-)+-10V+uC-10k40kuC(0-)=8V(3) 由0+等效电路求 iC(0+)iC(0-)=0 iC(0+)例1+–10ViiC+uC–S10k40k求： uC (0+)、 iC(0+) 13例 2iL+uL–L10VS1?4?+–?iL(0+)= iL(0-) =2A解：然后由换路定律:t = 0时,闭合开关S , 求: iL(0+) 、uL(0+)先求S闭合前iL为恒定值，则其导数为0，即：uL (0-)=0+uL–10V1?4?0+电路2A+–+– 14求初始值的步骤:1. 由换路前电路（一般为稳定状态）求 uC(0-) 或 iL(0-)；2. 由换路定律得 uC(0+) 或 iL(0+)；3. 画0+等值电路；4. 由0+电路求其他所需各变量的0+值。b. 电容C→用电压源替代 US = uC(0+) 电感L→用电流源替代 IS = iL(0+) a. 换路后的电路电源方向与原设定的uC(0+) 、iL(0+) 方向一致；练习 P111 3.1 15请您编辑题干作答正常使用主观题需2.0以上版本雨课堂主观题10分 16六、稳态值的计算开关S闭合前电路已达稳态求开关S合上后的 根据t 0的电路将电容用开路代替或电感用短路代替，得到一个直流电阻电路，再从此电路中计算出稳态值。解：1A2?例11?3F+-uCi1i2i3S+- 17例 2iL+uL-L1