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周绍敏电工技术基础与技能PPT瞬态过程;11瞬态过程;11.1换路定律;1.瞬态过程;2.电路产生瞬态过程的原因;二、换路定律;设t=0为换路瞬间,则以t=0–表示换路前一瞬间,t=0+表示换路后一瞬间,换路的时间间隔为零。从t=0–到t=0+瞬间,电容元件上的电压和电感元件中的电流不能跃变,这称为换路定律。;电路瞬态过程初始值的计算按下面步骤进行:;【例13-1】如图13-2所示的电路中,已知E=12V,R1=3k?,R2=6k?,开关S闭合前,电容两端电压为零,求开关S闭合后各元件电压和各支路电流的初始值。;uL(0+)=E–R1iL(0+)=(100–10?4)V=60V
5?10?6s=25ms
图13-8例13-4图
t/?=1
三、电压、电流初始值的计算
电感元件所储存的磁场能量为,磁场能
iL(0+)=iL(0–)=4A
uR1(0+)=E=12V
理论和实践证明,RC电路的充电电流按指数规律变化。
电路的这些变化称为换路。
三、电压、电流初始值的计算;则;【例13-2】如图13-3所示电路中,已知电源电动势E=100V,R1=10?,R2=15?,开关S闭合前电路处于稳态,求开关闭合后各电流及电感上电压的初始值。;解:选定有关电流和电压的参考方向,如图13-3所示。
闭合前,电路处于稳态,电感相当于短路,则;在0+时刻,应用基尔霍夫定律有
iL(0+)=i2(0+)+i3(0+)
R1iL(0+)+uL(0+)=E;图13-3例13-2图
当t=(3~5)?时,uC为(0.
5?10?6s=25ms
三、电压、电流初始值的计算
电场能量为,电场能不能跳变反映在电容器上的电压
uR1(0+)=E=12V
693s?34.
式中?=RC称为时间常数,单位是秒(s),它反映电容器的充电速率。
设t=0为换路瞬间,则以t=0–表示换路前一瞬间,t=0+表示换路后一瞬间,换路的时间间隔为零。
用公式表示为
一、在具有储能元件的电路中,换路后电路由一种稳态到另一种稳态的过程为瞬态过程。
2RC电路的瞬态过程
三、电压、电流初始值的计算
三、电压、电流初始值的计算
(2)电路状态的改变或电路参数的变化。
三、电压、电流初始值的计算;如图13-4中,开???S刚合上时,由于uC(0-)=0,所以uC(0+)=0,uR(0+)=E,该瞬间电路中的电流为;其数学表达式为;uC和i的函数曲线如图13-5所示。;;如图13-6所示,电容器充电至uC=E后,将S扳到2,电容器通过电阻R放电。电路中的电流i电阻上的电压uR及电容上的电压uC都按指数规律变化,其数学表达式为;uC和i的函数曲线如图13-7所示。;【例13-4】图13-8所示电路中,已知C=0.5?F,R1=100?,R2=50k?,E=200V,当电容器充电至200V,将开关S由接点1转向接点2,求初始电流、时间常数以及接通后经多长时间电容器电压降至74V?;?=R2C=50?103?0.5?10?6s=25ms;本章小结
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