电路基本分析电子教案第八章ppt课件.ppt

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1、第八章动态电路的时域分析Chapter8教学目的：1.深刻理解电路的动态过程及其有关的概念。2.理解求解一阶电路的三要素公式的推导过程。教学内容概述：本讲介绍了电路的动态过程及其有关的概念，并推导出求解一阶电路的三要素公式。教学重点和难点：重点：电路的动态过程及其有关的概念。难点：求解一阶电路的三要素公式的推导过程。Chapter88-1电路的动态过程一.概念：iCu)0(=tSRCSU例如图示电路。S开-UU0RRiSS)(==0u)(C=00S动作闭合S合上以后直至电路到达新的稳定状态。Ch

2、apter8电路为稳定状态)0(=t我们把uC从0→US称为此电路的动态过程。t=0时刻称为换路。一般认为：电路通过换路从旧的稳定状态达到新的稳定状态的过程称为电路的动态过程。Chapter8二.产生动态过程的原因：当电路中含有储能元件，同时电路结构或参数改变时产生动态过程。如上例。因为有储能元件，电路从旧的稳定状态到新的稳定状态不能突变。Chapter8L元件也可类似地得出iL不能突变。如C元件的uC。设：原来uC1=0，现在uC2=5V，Chapter8即uC从uC1→uC2不能突变，存在动

3、态过程。则不可能。三.动态过程的类型：1.电路中储能元件无储能，外加激励引起的电路动态过程的响应——零状态响应。例如右图。开关闭合前uC=0开关闭合后uCChapter82.电路中储能元件有储能，换路后（无外加激励）引起的电路动态过程的响应——零输入响应。例如右图。开关闭合前开关闭合后uC从U0减少直至0。，Chapter83.储能元件有储能同时有外加激励时的电路响应——完全响应。例如右图。其中U0≠US开关闭合前开关闭合后uC从U0变化直至US。三者的关系：完全响应=零状态响应+零输入响应Ch

4、apter8四.分析动态过程要用的电路定律1.时域内元件的VCR：R：L：C：2.时域内KCL、KVL。五.分析方法：1.时域分析法：据电路定律列微分方程，求解。2.复频域分析法（运算法）：由LT将微分方程转换为代数方程求解，再求LT-1，求得时域解。3.状态变量法：建立状态变量的一阶微分方程组，计算机求解。Chapter88-2求解一阶电路的三要素法一.一阶电路：由电路定律列出的电路方程是一阶微分方程的电路。判别方法：将电路中的全部独立源置0后，能简化为只含一个储能元件的电路为一阶电路。Cha

5、pter8二.三要素法：适用范围：一阶线性时不变电路。一阶线性微分方程的一般形式：a～用电路参数表示的常数；g(t)～与外施激励有关的项，直流时为常数。Chapter8式中：～表示有储能元件；例如：图示电路。iCu)0(=tSRCSURu代入后整理得：Chapter8将KVL求解一阶线性微分方程：1．求对应齐次微分方程的通解f′(t)：Chapter8令特征根为特征根方程：对应的齐次微分方程2．求非齐次方程（原方程）特解f″(t)则原方程通解为Chapter8f″(t)应满足设：解为：确定待定系

6、数K:当激励为直流时，常常用f(∞)代替fp(t)Chapter8则将初始条件f(0+)代入上式得因为此时～稳态值（强制分量）；～暂态值（自由分量）。讨论：Chapter81．f()、f(0+)、称为一阶电路解的三要素；2．～动态过程的响应；3．即全响应可分解为零输入响应与零状态响应。Chapter84．零输入响应零状态响应小结：1.一般来说，在含有储能元件的电路中，当开关动作或参数突变时，电路从旧稳态到新稳态要经历一个过渡过程，称为动态过程。2.求解一阶电路动态响应的解是三要素公式。该公式

7、是通过一阶电路所列的一阶微分方程求解得到的。3.电路的动态过程响应可分为零输入响应、零状态响应和完全响应。对于一个电路的完全响应可视为零输入响应和零状态响应的叠加。电路的动态过程响应也可分为自由分量和强制分量，当电源激励为有界函数时可称为暂态分量和稳态分量。Chapter8教学目的：1.熟练掌握求动态电路初始条件的方法。2.正确理解电路初始条件的含义和换路定则及使用条件。教学内容概述：本讲介绍了电路初始条件的概念、换路定则和动态电路初始条件的求解方法。教学重点和难点：重点：动态电路初始条件的求解

8、方法。难点：对换路定则使用范围的理解。Chapter8一.换路定则：换路指电路结构或参数变化。如：开关的开、合，电源或电路参数突然发生变化。8-3电路的初始条件一阶电路的初始条件是指动态过程时间起点的电压和电流值u(0+)、i(0+)。Chapter81．换路定则：说明：t=0-到t=0+无时间间隔，提出它的本意是将旧的稳定状态和动态过程分开。Chapter8①②表示换路前的一瞬间；表示刚换路后开始的一瞬间。当iC(0)为有限值时，2.证明：Chapter8证明①：在任意时刻：令t0=0－，t=