瞬态电路分析.ppt

《瞬态电路分析.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第2章瞬态电路分析2.1瞬态过程与换路定则第2章瞬态电路分析2.2RC电路及瞬态分析的三要素法2.3RL电路的瞬态分析2.4瞬态电路的应用第2章瞬态电路分析本章要求：1.理解动态元件的物理性质及其在电路中的作用。2.掌握换路定则及初始值的求法。3.理解电路的瞬态和稳态、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。4.掌握一阶线性电路分析的三要素法。2.1瞬态过程与换路定则2.1.1电路中的瞬态过程及其研究方法（1）稳态：电路中的电压、电流恒定或作周期性变化。（2）瞬态：电路从一个稳态向另一个稳态变化时所经过的状态。

2、（3）瞬态过程：电路从一个稳态经过一定时间过渡到另一个新的稳态的物理过程。（4）瞬态分析：研究瞬态过程中电压或电流随时间的变化规律，即求u（t）、i（t）（0≤t<∞）。1.电路中的瞬态过程稳态暂态旧稳态新稳态瞬态过程:EtO开关S闭合随时间t电路原处于旧稳态CSRE+_（t=0）+_电路进入新稳态RE+_+_tOiu2.产生瞬态过程的原因和条件（1）原因储能元件所储存的能量不能突变电阻电路无瞬态过程电阻是耗能元件，其上电流和电压可以突变。t=0ER+_iSu+_电容电路因为电场能量的存储和释放需要一个过程，所以有电容的电路存在瞬态

3、过程。不能突变。因为电容的不能突变，所以注意：iC可以突变。iCuCEsR+_CuCiCt=0+_EtO有瞬态过程uCiC电感电路因为磁场能量的存储和释放需要一个过程，所以有电感的电路存在瞬态过程。因为电感的不能突变，所以不能突变。注意：uL可以突变。uLiLSRE+_t=0iLuL+_LtO有瞬态过程iLuL注意：直流电路、交流电路都存在瞬态过程。本课的重点讲授直流电路的瞬态过程。3.研究瞬态过程的意义：瞬态过程是一种自然现象，对它的研究很重要。瞬态过程的存在有利有弊。有利的方面，如电子技术中常用他来产生各种波形；不利的方面，如在

4、瞬态过程发生的瞬间，可能出现过电压或过电流，致使设备损坏，必须采取防范措施。（2）条件换路（开关的通断、参数的改变等）储能元件电容C电感L2.1.2换路定则1.换路定则①用途确定电容电压和电感电流的初时值②内容设：t=0时换路——前一稳态的终了时刻——瞬态过程的初始时刻2.电路初时值的确定需根据换路前终了瞬间和的电路进行计算。稳态时电容视为开路，电感视为短路。uC和iL为独立初始值。（1）uC和iL初始值的确定（2）确定其它电压和电流的初始值iC、uL、uR、iR等为非独立初始值①画出时的电路。则电容视为短路。电路中，电容视为理想电

5、压源若则电感视为开路。的电路中，电感视为理想电流源若②应用电路的基本定律和基本分析方法，在电路中计算其他各电压和电流的初始值。求:已知:R=1kΩ,L=1H,U=20V、开关闭合前设时开关闭合，不能突变根据换路定则解:例iLUSt=0uLuR+－+－+－L发生了突变≠试求:的初始值。S在“1”处停留已久，在t=0时合向“2”。已知:电路iLUSt=0uLuR+－+－+－例E1kΩ2kΩ+_RS12R2R16V2kΩt=0LC+_+_解：1kΩE2kΩ+_RS12R2R16V2kΩt=0LC+_+_电路ER1+_RR2+_t=0+时的

6、等效电路E1kΩ2kΩ+_R2R13V1.5mA+_+_计算结果电量E1kΩ2kΩ+_RS12R2R16V2kΩt=0LC+_+_已知:电压表内阻设开关S在t=0时打开。求:S打开的瞬间,电压表两端的电压。解:根据换路定则注意:线圈两端过电压，实际使用中要加保护措施。例SULVRiLt=0uV＋－＋－提示：先画出t=0-时的等效电路画出t=0+时的等效电路（注意的作用）求t=0+时的各电压值。例10mAiSiRiCiLSR1R2R3uCuL+－+－3.电路稳态值的确定稳态时电容视为开路，电感视为短路。稳态值（或终值）试求过渡过程结束

7、后，电路中各电压和电流的稳态值。解：例SL12V+R1iC－USt=0iR2ΩR24ΩiLR34Ω+－+－uLuCCt=∞SL12V+R1iC－USiR2ΩR24ΩiLR34Ω+－+－uLuC求换路后的稳态值uc和iLt=0L2334mASiL（b）例+－t=0C10V4k3k4kucS（a）+－2.2RC电路及瞬态分析的三要素法2.2.1电容的充放电过程1.电容的放电过程代入上式得换路前电路已处稳态t=0时开关电容C经电阻R放电一阶线性常系数齐次微分方程①列微分方程(1)电容电压uC的变化规律(t0)+-SRU21+

8、–+–②解微分方程：特征方程由初始值确定积分常数A齐次微分方程的通解：电容电压uC从初始值按指数规律衰减，衰减的快慢由RC决定。③电容电压uC的变化规律电阻电压：放电电流：电容电压：(2)电流及电阻电压的变化规律tO(3)、、变化曲线