电工电子技术第二章ppt电子稿

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1、第2章电路的暂态分析2.1.概述2.2.电路初始值和稳态值的确定返回2.3.RC电路的暂态分析2.4.微分电路和积分电路2.5.RL电路的暂态分析2.6.暂态分析的运算法2.1概述1.过渡过程的概念返回暂态：是相对稳定状态而言的，是暂时的状态。什么是电路暂态呢电路中的激励和响应均是恒定量或按某种周期规律变化，电路的这种工作状态称为稳态稳态：具有储能元件LC的电路，当电路开关动作、电路参数、结构、电源等发生变化时，电路会从一个稳态经过一定的时间过渡到另一个稳态，称为电路的过渡过程,也称为暂态过程,简称为“暂

2、态”。返回电路的过渡过程状态称为暂态，研究电路过渡过程中电压、电流随时间变化的规律，称为暂态分析。暂态稳态稳态暂态（过渡）过程:原稳态新稳态uC=0uC=US当开关闭合时StuC0USuC=0C+–SRUS+–t=0电路处于稳态C+–uC=USRUS+–返回具有储能元件LC的电路，当电路开关动作、电路参数、结构、电源等发生变化时，就会产生过渡过程。这种电路状态的改变统称为换路。2.过渡过程的产生产生换路的原因是：电路中电容和电感的储能不能突变，即电容电压uc和电感电流iL只能连续变化，而不能突变。需要指出

3、的是，由于电阻不是储能元件，所以，纯电阻电路不存在过渡过程。返回储能元件C、L储存与释放能量需要一定的时间(这个过程称为过渡过程）：不能突变WC不能突变!uC不能突变WL不能突变!iL电容C存储电场能量:WC=CuC221电感L储存磁场能量:WL=LiL221注意：电容的电流ic=Cducdt,电感的电压uL=LdiLdt可以突变的。返回3.暂态分析的意义具有储能元件LC的电路出现暂态过程,虽然过程短暂,但在工程上颇为重要,主要反映在两个方面:一方面是在电子技术中,工程上常利用RC或RL电路的暂态过程来实

4、现振荡信号的产生、信号波形的变换或产生延时做成的继电器等。另一方面，电路的暂态过程在电力系统中会出现过高的电压或过大的电流现象，严重时会损坏电气设备，造成严重事故。因此，分析电路的暂态过程，在于掌握暂态的变化规律，在我们的工作中用其“利”，克其“弊”.返回2.2电路初始值和稳态值的确定2.2.1换路定律及电路初始值的确定设电路在t=0为换路瞬间,而以t=0-表示为换路前的瞬间,t=0+表示换路后的瞬间,根据电容元件的电压和电感元件的电流在t=0-到t=0+不能突变的能量守恒定理,可得换路定律如下：返回t

5、uC，iL01.换路定律uC、iL在换路瞬间不能突变。用数学公式来表示：设t=0时进行换路，换路前的终了时刻用t=0-表示，换路后的初始时刻用t=0+表示。t=0-和t=0+在数值上都等于0。说明：换路定律仅适用于换路瞬间，用以确定暂态过程的初始值。uC(0+)=uC(0-)iL(0+)=iL(0-)t=0-t=0+返回2.换路初始值的确定1.由t=0-时的电路求uC(0-),iL(0-)；3.根据t=0+瞬时的电路，求其他物理量的初始值。步骤：２.根据换路定律求得iL(0+)[=iL(0-)]uC(0+

6、)[=uC(0-）];返回[例2-1]图2-1（a）所示电路在S闭合前已处于稳态，试确定S闭合后各电流和电压的初始值。解：①画出t=0-时的电路如图2-1（b）所示，求t=0-时电路的稳态值：t=0-时电路中的电容相当于开路，电感相当于短路。返回12iL(0-)=Is=5mA=iRuc(0-)=iL(0-)R3=5×2=10V②画出t=0+时的电路如图2-1（c）所示，求t=0+时电路的初始值：t=0+时电路中的电容相当于理想电压源，电感相当于理想电流源，由换路定律可得：iL(0+)=iL(0-)=5mA

7、uc(0+)=uc(0-)=10ViC(0+)=-uc(0+)R2=-101=-10mA返回iR(0+)=0uR1(0+)=0iS(0+)=Is-iR-iC-iL=10–0-(-10)-5=15mAuL(0+)=-iL(0+)R3=-5×2=-10V由上计算可见，计算t=0-值就是计算电路中电感中电流iL(0-)值和电容上电压uC(0-)的稳态值，其它电压和电流因与初始值无关，不必去求，若要求解，只能在t=0+的电路中计算。确定图2-2（a）所示电路中各电流和电压的初始值。设开关S闭合前电感元件和电容元件

8、均未储能。[例2-2]返回解：①画出t=0-时的电路如图2-2（a）所示，求t=0-时电路的稳态值：iL(0-)=0uC(0-)=0返回②画出t=0+时的电路如图2-2（b）所示，求t=0+时电路的初始值：t=0+时电路中的电容相当于短路，电感相当于开路，由换路定律可得：iL(0+)=iL(0-)=0uC(0+)=uC(0-)=0iC(0+)=UsR1+R2=122+4=2AuL(0+)=R2iC(0+)=4×2=8V返回已知