《阶动态电路》ppt课件

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1、第3章一阶动态电路分析1、动态元件:端电压与流过的电流之间的关系(即伏—安特性)只能用微分或者积分来表达的二端元件，称为动态元件，如电感、电容。动态元件又称为储能元件。2、动态电路:包含动态元件的电路即动态电路。3、一阶动态电路:只含有一个动态元件，或多个动态元件可以用一个动态元件来等效的动态电路C3。C1C2。。。C等效。。。。C1C2RCx不等效3.1动态电路方程及其初始条件3.1.1动态电路及动态电路方程4、动态电路方程动态电路各个元件的电压、电流依照KCL、KVL建立起来的微分方程称为动态电路方程。5、动态电路的暂态过程(1)动态电路的特征:由于电路结构或者电路元件参数

2、发生变化,迫使电路要从一个稳定工作状态变成另一个稳定工作状态,而工作状态的变化需要有一个时间过程,这就是动态电路的暂态过程。电阻电路+-usR1R2（t=0）i0ti过渡期为零i=0,uC=Usi=0,uC=0(2)S接通电源后很长时间，电容充电完毕，电路达到新的稳定状态.(1)S未动作前，电路处于稳定状态;电容电路S+–uCUsRCi(t=0)+-(t→)+–uCUsRCi+-前一个稳定状态过渡状态新的稳定状态t1USuct0?i有一过渡期uL=0,i=Us/Ri=0,uL=0(2)S接通电源后很长时间，电路达到新的稳定状态，电感视为短路.(1)S未动作前，电路处于稳定状态

3、;电感电路k+–uLUsRi(t=0)+-L(t→)+–uLUsRi+-前一个稳定状态过渡状态新的稳定状态t1US/Rit0?uL有一过渡期(2)暂态过程产生的原因:动态元件的储能不能突变由于电感元件的磁场能212W=W12=2电容元件的电场能WWWW因此,当t=0时电路发生变化,但是:0-是电路变化前的瞬间,0+是电路变化后的瞬间(3)换路定则①换路:因为电路结构或者元件参数所引起的电路变化都称为换路,比如开关的接通或断开。②换路定则:换路时,电容元件的电场能量和电感元件的磁场能量不能突变,那么电容元件的端电压和电感元件中的电流也就不能突变，这就是换路定则。并且表示为:注意

4、:A、××B、电阻不是储能元件××例：图示电路原处于稳态，t=0时开关S闭合，US=10V，R1=10Ω，R2=5Ω，求初始值uC(0+)、i1(0+)、i2(0+)、iC(0+)。解：由于在直流稳态电路中，电容C相当于开路，因此t=0-时电容两端电压分别为：在开关S闭合后瞬间，根据换路定理有：由此可画出开关S闭合后瞬间即时的等效电路，如图所示。由图得：例：图示电路原处于稳态，t=0时开关S闭合，求初始值iL(0+)。解：由于在直流稳态电路中，电感L相当于短路，因此t=0-时电感支路电流和电容两端电压分别为：在开关S闭合后瞬间，根据换路定理有：例：确定下图所示电路开关S闭合后各

5、支路电流和电压的初始值。设开关S闭合前电容元件和电感元件上均未储存能量。解：先求出S闭合前瞬间各电流和电压的初始值，S闭合后瞬间解得例求k闭合瞬间各支路电流和电感电压解由0－电路得：由0+电路得：iL+uL-LS2+-48V32CiL2+-48V32+－uC12A24V+-48V32+-iiC+-uL求k闭合瞬间流过它的电流值解确定0－值给出0＋等效电路例iL+20V-10+uC1010－iL+20V-LS10+uC1010C－1A10V+uL－iC+20V-10+1010－(4)动态电路的响应①零输入响应(ⅰ)RC电路的零输入响应设:t=0时

6、刻开关S从2位置打向1位置。列t≥0以后的动态方程问:t≥0以后,、如何变化?解:先设定和的参考方向＋－uC＋uR－根据换路定则确定积分常数开关动作前的瞬间t=0-电容充足电,所以0-0+0-令t=0代入得:00因此t≥0动态方程的解为开关动作后的瞬间t=0+,根据换路定则开关动作后,电容电压的初始值:-=如果要进一步求电流可以将其代入求导得:电容的放电曲线t=00=t=∞∞=0t=0～∞是整个放电过程不可能在一瞬间完成,说明不可能突变t=00=是放电前的稳态t=∞∞=0是放完电后的稳态t=0～∞的整个放电过程就是暂态过程,也称为过渡过程放电的快慢由R、C的数值大小决定,表现在

7、时间常数的大小,从曲线也可以直观的看出来。切点(ⅱ)RL的零输入响应设:t=0时刻开关S从2位置打向1位置。问:t≥0以后,、如何变化?列t≥0以后的动态方程解:先设定的参考方向和+uR-+uL-同样根据换路定则求出积分常数因此t≥0动态方程的解为最后求电压:电感放电电流曲线②零状态响应(ⅰ)RC的零状态响应设:t=0时刻开关S从1位置打向2位置。问:t≥0以后,、如何变化?解:先设定和的参考方向+uR-+uC-列t≥0以后的动态方程因此t≥0动态方程的解为开关动作后的瞬间t=0+,根据换路