电工电子技术 教学课件 作者 张惠敏 第2章RC电路的过渡过程.ppt

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1、第2章RC电路的过渡过程2.1动态元件及电压、电流关系2.2换路定律2.3一阶RC电路的响应2.1动态元件及电压、电流关系2.1.1电容元件2.1.2电感元件2.1.1电容元件1.电容元件及电压、电流关系电容元件每个极板所带电荷量的多少与两极间电压的大小有关，电荷量q与电压u的比值为反映了电容元件容纳电荷的本领，称为电容元件的电容量，简称电容，用C表示。图2.1电容元件符号在国际单位制中，电容的单位是法拉（F），简称法。在实际应用中，法拉这个单位太大，常用较小的单位如微法(μF)和皮法(pF)，其间的换算关系为电容为常量的电容元件称为线性电

2、容元件，线性电容元件的电容量只与其本身的几何尺寸以及内部的介质情况有关。如图2.2所示，选择电压与电流为关联参考方向，根据电流的定义电容的电流只取决于它两端电压的变化率，所以电容元件又叫动态元件。图2.2电容元件2.电容元件的储能【例2.1】图2.3（a）所示电路中，C=0.5μF，电压u的波形见图2.3（b）。求电容电流，并绘出其波形。图2.3例2.1图由计算结果绘出电流i的波形，如图2.3（c）所示。图2.3例2.1图2.1.2电感元件1.电感元件及电压、电流关系通常把导线绕制成如图2.4所示的螺旋状，称为电感线圈。图2.4电感线圈当线

3、圈通入电流时，在线圈的周围产生磁场，从而有磁通Φ，这个磁通称为自感磁通。选择电流i和磁通Φ的参考方向符合右手螺旋定则，即关联参考方向。设N为线圈的匝数，则磁链ψ=NΦ称为自感磁链。国际单位制中，磁通和磁链的单位都是韦伯（Wb），简称韦。实际电感线圈消耗的能量很小，一般忽略不计，用一个只代表储存磁场能量的理想化的二端元件——电感元件表示，电路符号如图2.5所示。图7-2-3例7-2-2逻辑电路图图2.6电感元件电压、电流方向2．电感元件的储能2.2换路定律2.2.1电路的过渡过程2.2.2换路定律2.2.3初始值的确定2.2.1电路的过渡过程

4、2.2.2换路定律2.2.3初始值的确定图2.7例2.2图图2.8例2.3图2.3一阶RC电路的响应2.3.1RC电路的零输入响应2.3.2RC电路的零状态响应2.3.3RC电路的全响应及三要素法只含有一个动态元件的电路，其数学模型用一阶微分方程来描述，这样的电路称为一阶动态电路。在没有外施激励的情况下，仅由动态元件的初始储能产生的响应，称为零输入响应。2.3.1RC电路的零输入响应图2.9RC电路的零输入响应1.电压、电流的变化规律图2.10RC电路的零输入响应曲线2.时间常数图2.11不同τ值下的uC曲线图2.12例2.4图图2.12

5、例2.4图2.3.2RC电路的零状态响应动态元件的初始储能为零的状态叫零状态。零状态的电路由外施激励引起的响应，称为零状态响应。图2.13RC电路的零状态响应图2.14RC电路零件状态响应曲线2.3.3RC电路的全响应及三要素法图2.16全响应的两种分解图2.17例2.51图