电工技术基础（第3版） 课件 模块四 一阶动态电路.pptx

模块四一阶动态电路分析

2一阶动态电路分析任务一过渡过程的产生与换路定律任务二RC串联电路暂态过程的分析任务三一阶电路暂态过程的应用一阶动态电路分析典例解析

3演示器件电池、导线、小电珠、电容、开关等RC电路的充放电现象演示开关合到1位置灯泡先亮一下，然后熄灭开关合到2位置灯泡先亮一下，然后熄灭+-USRLC12看实验现象

4演示器件电池、导线、小电珠、电容、开关、电感等RL动态电路演示开关合到1位置灯泡逐渐变亮开关合到2位置灯泡逐渐熄灭+-USRLL12看实验现象

5电路由于存在电容与电感元件这样的储能元件，当电路发生换路时，电路从一种稳定状态到另一种稳定状态的中间状态，是电路的暂态过程。电路的过渡过程一般历时很短，对电路的影响不容忽视。一阶动态电路分析

任务一过渡过程与换路定理

7任务一过渡过程的产生与换路定律一、过渡过程产生的原因1、稳态与暂态C电路处于旧稳态SRE+_开关S闭合电路处于新稳态RE+_过渡过程的产生与换路定理

8旧稳态新稳态暂态（过渡）过程:（1）电阻电路t=0ER+_IS无过渡过程I电阻是耗能元件，其上电流随电压比例变化，不存在过渡过程。t=0时刻，S闭合过渡过程

9（2）电容电路ESR+_CuC储能元件Et暂态稳态过渡过程

10电容为储能元件，它储存的能量为电场能量，其大小为：因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有电容的电路存在过渡过程。过渡过程

11（3）电感电路SRE+_t=0iLt储能元件暂态稳态过渡过程

12电感为储能元件，它储存的能量为磁场能量，其大小为：因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有电感的电路存在过渡过程。过渡过程

13过渡过程产生的原因：内因：存在储能元件（电感和电容元件）外因：电路状态的改变（换路）过渡过程

14二、换路定理换路:电路状态的改变。如：1.电路接通、断开电源2.电路中电源电压的升高或降低3.电路中元件参数值的改变…………..过渡过程

15换路定律:在换路瞬间，电容上的电压、电感中的电流不能突变。设：t=0时换路---换路前最后瞬间---换路后最初瞬间则：换路定理

16电容元件：不可能！若发生突变，则电感元件：若发生突变，则不可能！换路定理

17三、初始值的确定初始值：电路中u、i在t=0+时的大小。1.2.根据电路的基本定律和换路后的等效电路，确定其它电量的初始值。根据换路定律:换路定理

18电阻、电感、电容在换路时的等效电路t=0-时的等效电路t=0+时的等效电路RRC+-C+-+-U0LLI0导线电压源电流源电路断开换路定理

19例1如图所示电路中,已知Us=12V,R1=4kΩ,R2=8kΩ,C=1μF,开关S原来处于断开状态，求开关S闭合后,t=0+时,各电流及电容电压的数值。（a）s未闭合时的电路US+-SR1Ci1R2i2iCuC解：(1)由已知条件可知:uC(0-)=0(2)由换路定律可知:uC(0+)=uC(0-)=0换路定理

20(3)画出t=0+时刻的等效电路（b）s闭合时的电路US+-R2SR1i1(0+)iC(0+)i2(0+)uC(0+)R2SCR1US+-iCi2i1uCUS-R2SR1i1(0+)iC(0+)i2(0+)uC(0+)US-R2SR1i1(0+)iC(0+)i2(0+)uC(0+)R2SCR1US+-iCi2i1uCR2SCR1US+-iCi2i1uC换路定理

21据KCL：有iC(0+)=i1（0+）-i2（0+）=3-0=3(mA)换路定理

22例2图4-5（a）所示电路中,已知Us=12V,R1=4kΩ,R2=8kΩ,C=1μF,开关S原来处于闭合状态，求开关S断开后,t=0+时,各电流及电容电压的数值。US+-SR1Ci1R2i2iCuC原电路解：可算出（2）由换路定律可知:uC(0+)=uC(0-)=8（V）换路定理

23(3)画出t=0+时刻的等效电路（a）原电路（b）s断开后的等效电路R2SCR1US+-iCi2i1uCR2SCR1US+-R2SCR1US+-iCi2i1uCUS+-R2SR1i1(0+)iC(0+)i2(0+)uC(0+)=US1-+US-R2SR1i1(0+)iC(0+)i2(0+)uC(0+)=US1-+换路定理

任务二RC串联电路暂态过程的