电路的暂态分析(IV)

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1、3.3一阶线性电路暂态分析的三要素法3.4RL电路的响应*3.5微分电路和积分电路第3章电路的暂态分析3.1暂态过程的产生和初始值的确定3.2RC电路的响应1.理解电路的暂态和稳态、零输入响应、零状态响应、全响应的概念，以及时间常数的物理意义;2.掌握换路定则及初始值的求法;3.掌握一阶线性电路分析的三要素法。第3章电路的暂态分析：本章要求稳定状态：在指定条件下电路中电压、电流已达到稳定值。暂态过程：电路从一种稳态变化到另一种稳态的过渡过程。第3章电路的暂态分析1.利用电路暂态过程产生特定波形的电信号如

2、锯齿波、三角波、尖脉冲等，应用于电子电路。研究暂态过程的实际意义2.控制、预防可能产生的危害暂态过程开始的瞬间可能产生过电压、过电流使电气设备或元件损坏。3.1暂态过程的产生和初始值的确定3.1.1产生暂态过程的条件和换路电流i随电压u比例变化。合S后：所以电阻电路不存在暂态过程(R耗能元件)。图(a)：合S前：tIO例：(a)S+-UR3R2u2+-R1i图(b)合S后：由零逐渐增加到U所以电容电路存在暂态过程(C储能元件)合S前:U暂态稳态otuC+–CiC(b)U+–SR3.1暂态过程的产生和初始

3、值的确定产生暂态过程的必要条件：∵L储能：换路:电路状态的改变。如：电路接通、切断、短路、电压改变或参数改变不能突变Cu∵C储能：产生暂态过程的原因：由于物体所具有的能量不能跃变而造成在换路瞬间储能元件的能量也不能跃变若发生突变，不可能！一般电路则(1)电路中含有储能元件(内因)(2)电路发生换路(外因)电容电路：注：换路定则仅用于换路瞬间来确定暂态过程中uC、iL初始值。设：t=0—表示换路瞬间(定为计时起点)t=0-—表示换路前的终了瞬间t=0+—表示换路后的初始瞬间（初始值）2.换路定律电感电路

4、：3.初始值的确定求解要点：(2)其它电量初始值的求法。初始值：电路中各u、i在t=0+时的数值。(1)uC(0+)、iL(0+)的求法。1)先由t=0-的电路求出uC(0–)、iL(0–)；2)根据换路定律求出uC(0+)、iL(0+)。1)由t=0+的电路求其它电量的初始值；2)在t=0+时的电压方程中uC=uC(0+)、t=0+时的电流方程中iL=iL(0+)。暂态过程初始值的确定例1．解：(1)由换路前电路求由已知条件知根据换路定则得：已知：换路前电路处稳态，C、L均未储能。试求：电路中各电压

5、和电流的初始值。CR2S(a)UR1t=0+-L暂态过程初始值的确定例1:,换路瞬间，电容元件可视为短路。,换路瞬间，电感元件可视为开路。iC、uL产生突变(2)由t=0+电路，求其余各电流、电压的初始值CR2S(a)UR1t=0+-LiL(0+)UiC(0+)uC(0+)uL(0+)_u2(0+)u1(0+)i1(0+)R2R1+++__+-(b)t=0+等效电路例2：换路前电路处于稳态。试求图示电路中各个电压和电流的初始值。解：(1)由t=0-电路求uC(0–)、iL(0–)换路前电路已处于稳态：电

6、容元件视为开路；电感元件视为短路。由t=0-电路可求得：2+_RR2R1U8Vt=0++4i14iC_uC_uLiLR3442+_RR2R1U8V++4i14iC_uC_uLiLR3LCt=0-等效电路例2：换路前电路处于稳态。试求图示电路中各个电压和电流的初始值。解：由换路定则：2+_RR2R1U8Vt=0++4i14iC_uC_uLiLR3442+_RR2R1U8V++4i14iC_uC_uLiLR3LCt=0-等效电路例2：换路前电路处稳态。试求图示电路中各个电压和

7、电流的初始值。解：(2)由t=0+电路求iC(0+)、uL(0+)由图可列出带入数据t=0+时等效电路4V1A42+_RR2R1U8V+4iC_iLR3iiL(0+)uc(0+)2+_RR2R1U8Vt=0++4i14iC_uC_uLiLR34例2：换路前电路处稳态。试求图示电路中各个电压和电流的初始值。解：解之得并可求出2+_RR2R1U8Vt=0++4i14iC_uC_uLiLR34t=0+时等效电路4V1A42+_RR2R1U8V+4iC_iLR3i计算结果：电量换路瞬

8、间，不能跃变，但可以跃变。2+_RR2R1U8Vt=0++4i14iC_uC_uLiLR34结论1.换路瞬间，uC、iL不能跃变,但其它电量均可以跃变。3.换路前,若uC(0-)0,换路瞬间(t=0+等效电路中),电容元件可用一理想电压源替代,其电压为uc(0+);换路前,若iL(0-)0,在t=0+等效电路中,电感元件可用一理想电流源替代，其电流为iL(0+)。2.换路前,若储能元件没有储能,换路瞬间(t=0+的等效电路中)，