电工电子技术基础第3章课件.ppt

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1、tE稳态暂态旧稳态新稳态过渡过程:C电路处于旧稳态KRE+_开关K闭合电路处于新稳态RE+_“稳态”与“暂态”的概念:电路的暂态分析产生过渡过程的电路及原因?无过渡过程I电阻电路t=0ER+_IK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。Et电容为储能元件，它储存的能量为电场能量，其大小为：电容电路储能元件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。EKR+_CuCt储能元件电感电路电感为储能元件，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。KRE+_t=0iL结论有储能元件

2、（L、C）的电路在电路状态发生变化时（如：电路接入电源、从电源断开、电路参数改变等）存在过渡过程；没有储能作用的电阻（R）电路，不存在过渡过程。电路中的u、i在过渡过程期间，从“旧稳态”进入“新稳态”，此时u、i都处于暂时的不稳定状态，所以过渡过程又称为电路的暂态过程。换路定理换路:电路状态的改变。如：换路定理及初始值的确定1.电路接通、断开电源2.电路中电源的升高或降低3.电路中元件参数的改变…………..换路定理: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---换路前瞬间---换路后瞬间则：换路瞬间，电容上的电压、电感中的电流不能突变的原因解

3、释如下：自然界物体所具有的能量不能突变，能量的积累或释放需要一定的时间。所以*电感L储存的磁场能量不能突变不能突变不能突变不能突变电容C存储的电场能量初始值的确定求解要点：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。初始值（起始值）：电路中u、i在t=0+时的大小。例例1换路时电压方程:不能突变发生了突跳根据换路定理解:求:已知:R=1kΩ,L=1H,U=20V、设时开关闭合开关闭合前iLUKt=0uLuR已知:电压表内阻设开关K在t=0时打开。求:K打开的瞬间,电压表两端电压。解:换路前(大小,方向都不变)换路瞬间例2K.ULVRiLt=

4、0+时的等效电路V注意:实际使用中要加保护措施KULVRiLKRE+_C电压方程根据电路规律列写电压、电流的微分方程，若微分方程是一阶的，则该电路为一阶电路（一阶电路中一般仅含一个储能元件。）如：一阶电路过渡过程的分析一阶电路的概念:(一)经典法一阶常系数线性微分方程由数学分析知此种微分方程的解由两部分组成：方程的特解对应齐次方程的通解（补函数）即：例KRE+_C得：（常数）。和外加激励信号具有相同的形式。在该电路中，令代入方程]作特解，故此特解也称为稳态分量或强在电路中，通常取换路后的新稳态值[记做：制分量。所以该电路的特解为：1.求特解----2.求齐次方程的通

5、解----通解即：的解。随时间变化，故通常称为自由分量或暂态分量。其形式为指数。设：A为积分常数P为特征方程式的根其中:求P值:求A:将代入齐次方程:故：得特征方程：所以代入该电路的起始条件得:故齐次方程的通解为：3.微分方程的全部解KRE+_C称为时间常数定义：单位R:欧姆C：法拉：秒关于时间常数的讨论的物理意义:决定电路过渡过程变化的快慢。tKRE+_C当t=5时，过渡过程基本结束，uC达到稳态值。当时:tE次切距t000.632E0.865E0.950E0.982E0.993E0.998EtE0.632E越大，过渡过程曲线变化越慢，uc达到稳态所

6、需要的时间越长。结论：瞬变过程中的激励和响应3、全响应：非零初始状态，有输入激励，由两者共同作用所引起的响应。电路瞬变过程中的响应有三种情况：1、零状态响应：储能元件尙未储能，由输入激励引起的响应。2、零输入响应：无输入激励，由储能元件在初始时刻的储能所引起的响应。对于线性一阶电路，由于只含有一个独立的储能元件（L或C），电路可分割成两个部分：线性电阻网络NL线性电阻网络NC或根据等效电源定理，线性电阻网络可用戴维南等效电路替换：RULuLiL+-RUCuCiC+-电路方程方程的右边为常数（直流电源）或0，方程的左边为：或其中，或取决于电路元件参数，称为时间常数。或

7、其中，所求电压电流可为电路中任意一条支路上的响应，方程右边的符号表示该响应在直流稳态时的值。一阶电路的零输入响应线性无源电阻网络NC电路方程初始条件零输入响应：一般地，一阶路的零输入响应方程为：初始条件响应线性电阻网络NLRCuCiCRLuLiL时间常数一阶电路的零状态响应线性含源电阻网络NC电路方程初始条件零状态响应：一般地，一阶路的零状态响应方程为：初始条件响应：线性电阻网络NLRUCuCiC+-RULuLiL+-一阶电路的全响应全响应=零输入响应+零状态响应这是一阶电路响应的一般解的形式。其中、f(∞)、f(0+)称为一阶电路的三要素。只要有了这三要素，