电工技术 电工学1 教学课件 作者 杨风 - 副本第五六章.ppt

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1、27489E图5-6　例5-4图27489E第6章　电路的暂态分析6.1　概述6.2　换路定律及初始值的确定6.3　一阶电路的零输入响应6.4　一阶电路的零状态响应6.5　一阶电路的全响应和三要素法6.6　一阶电路的矩形脉冲响应27489E6.1　概述前面章节曾介绍的电路，不论是直流电路还是交流电路，其工作状态都是稳定的。所谓电路的稳定状态，是指在直流电路中，电压和电流等物理量都是不随时间变化的恒定量，而在正弦交流电路中，电压和电流都是时间的正弦函数，它们都按周期性规律变化。电路的这些状态称之为稳定状态，简称稳态。27489E6.2　换路定律及初始值的确定

2、6.2.1　换路定律6.2.2　初始值的计算27489E6.2.1　换路定律电路的工作状态发生变化，如电路的接通、断开、短路、电路参数或电源的突然改变以及电路连接方式的其他改变统称为换路，并认为换路是即时完成的。27489E6.2.2　初始值的计算图6-1　例6-1图27489E6.3　一阶电路的零输入响应6.3.1　一阶RC电路的零输入响应6.3.2　一阶RL电路的零输入响应27489E6.3.1　一阶RC电路的零输入响应1.电容器的电压响应2.电容的电流3.放电规律的分析27489E1.电容器的电压响应图6-2　RC电路的零输入响应27489E2.电容

3、的电流电容电流方向与参考方向相反而正在放电，电容器的初始电流是由当时的初始电压和放电路径的等效电阻确定的。电流iC变化曲线见图6-2c。27489E3.放电规律的分析1)电容元件放电的电压、电流均按照指数规律衰减，式中称为衰减因子。2)从理论上讲，只有经过t=∞时间，电路才能达到稳定状态，电容器的放电过程才能结束。3)从衰减过程来看，衰减速度是逐渐变缓的，其表达式为4)在同一电路中所有响应的时间常数都相同。27489E表6-1　的变化过程27489E图6-3　衰减因子的衰减速度27489E6.3.2　一阶RL电路的零输入响应1.电感中的电流响应2.电感上

4、的电压27489E6.3.2　一阶RL电路的零输入响应图6-4　RL电路的零输入响应27489E1.电感中的电流响应27489E2.电感上的电压1)电路中各项响应均按指数规律衰减，衰减的快慢是由时间常数决定的，时间常数越大则衰减越慢，暂态过程越长。2)因为初始电流一定时，L越大，则储存的磁场能量也就越多，释放这些能量所需要的时间也就越长。27489E图6-5　例6-3图27489E6.4　一阶电路的零状态响应6.4.1　一阶RC电路的零状态响应6.4.2　一阶RL电路的零状态响应27489E6.4.1　一阶RC电路的零状态响应1)电容在充电过程中，电压由初

5、始值随时间逐渐增大，其增长率按指数规律衰减，最后电容电压趋于直流电压源的电压US。2)充电电流方向与电容电压方向一致，开始时充电电流最大，为US/R，以后逐渐按指数规律衰减到零。3)充电的快慢由时间常数=RC来决定，RC越大，充电越慢；反之，充电越快。27489E6.4.1　一阶RC电路的零状态响应图6-6　RC电路在直流激励下的零状态响应27489E6.4.2　一阶RL电路的零状态响应图6-7　RL电路在直流激励下的零状态响应0.TIF27489E图6-8　例6-5图27489E图6-9　思考题图27489E6.5　一阶电路的全响应和三要素法6.5.1　

6、一阶电路的全响应6.5.2　三要素法27489E6.5.1　一阶电路的全响应图6-10　RC电路的全响应27489E1)求零输入响应。图6-13　例6-6题中求零输入响应及时间常数的电路27489E2)求零状态响应。图6-14　例6-6求零状态响应的等效电路27489E6.5.2　三要素法图6-15　例6-7图27489E6.6　一阶电路的矩形脉冲响应6.6.1RC微分电路6.6.2RC积分电路27489E6.6　一阶电路的矩形脉冲响应图6-20　矩形脉冲信号27489E6.6.1RC微分电路图6-21　RC微分电路27489E6.6.1RC微分电路图6-

7、22　、波形27489E6.6.2RC积分电路1.含有动态元件L、C的电路是动态电路，动态电路从一个稳定状态转变到另一个稳定状态的过程叫做电路的过渡过程或暂态过程。2.换路定律是指：电感电流和电容电压不能跃变：3.初始值的确定：独立初始值uC(0+)和iL(0+)利用换路定律确定；其他相关初始值可以由t=0+时的等效电路(即“0＋”等效电路)，根据KVL和KCL以及VCR求出。4.一阶电路：可用一阶微分方程描述的电路称为一阶电路，例如只含一个储能元件的电路。5.求解一阶电路三要素公式为6.RC微分电路实现的条件是：①时间常数要远小于脉冲宽度，即≪tp；

8、②从电阻两端输出电压uo。27489E6.6.2RC积分电路图6-