电路教学教案-一阶电路和二阶电路的时域分析1.ppt

《电路教学教案-一阶电路和二阶电路的时域分析1.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、2.一阶电路的零输入响应、零状态响应；3.一阶电路的全响应（三要素法）；1.动态电路方程的建立及初始条件的确定；下页第七章一阶电路和二阶电路的时域分析重点4.一阶电路的阶跃响应、冲激响应；5.二阶电路的零输入响应、零状态响应。初始条件的确定三要素法含有动态元件电容和电感的电路称动态电路。特点1.动态电路当动态电路状态发生改变时（换路）需要经历一个变化过程才能达到新的稳定状态。这个变化过程称为电路的过渡过程。例0ti过渡期为零电阻电路+-usR1R2（t=0）i下页上页7.1动态电路的方程及其初始条件K未动作前，电路处于稳定状态K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+–

2、uCUSRCi(t→)前一个稳定状态过渡状态新的稳定状态t1USuCt0?i有一过渡期电容电路K+–uCUSRCi(t=0)下页上页K未动作前，电路处于稳定状态K动作后很长时间，电容放电完毕，电路达到新的稳定状态第三个稳定状态K+–uCUsRCi(t=t2)前一个稳定状态过渡状态新的稳定状态t1USuCt0it2又有一过渡期下页上页K未动作前，电路处于稳定状态K接通电源后很长时间，电路达到新的稳定状态，电感视为短路电感电路K+–uLUSRLi(t=0)+–uLUSRLi(t→)前一个稳定状态过渡状态新的稳定状态t1US/Rit0uL有一过渡期Us下页上页K未动作前，电路处于稳定状态

3、K断开瞬间注意工程实际中的过电压过电流现象(t→)+–uLUSRLiK+–uLUSRLiK下页上页过渡过程产生的原因电路内部含有储能元件L、C，电路在换路时能量发生变化，而能量的储存和释放都需要一定的时间来完成。电路结构、状态发生变化换路支路接入或断开电路参数变化下页上页应用KVL和电容的VCR得：2.动态电路的方程+–uCuS(t)RCi(t>0)+－下页上页应用KVL和电感的VCR得：+–uLuS(t)RLi(t≥0)+－二阶电路下页上页+–uLuS(t)RLi(t≥0)+－C+－uC（1）描述动态电路的电路方程为微分方程；结论（2）动态电路方程的阶数等于电路中动态元件的个数一阶

4、电路一个动态元件有源电阻电路一阶电路一阶电路中只有一个动态元件，描述电路的方程是一阶线性微分方程。二阶电路二阶电路中有二个动态元件，描述电路的方程是二阶线性微分方程。下页上页高阶电路电路中有多个动态元件，描述电路的方程是高阶微分方程。（2）求解微分方程动态电路的分析方法（1）根据KVL、KCL和VCR建立微分方程下页上页稳态分析和动态分析的区别稳态分析动态分析换路发生很长时间后状态微分方程的特解恒定或周期性激励换路发生后的整个过程微分方程的一般解任意激励(1)t=0＋与t=0－的概念认为换路在t=0时刻进行0－换路前一瞬间0＋换路后一瞬间3.电路的初始条件初始条件为t=0＋时u，i及其

5、各阶导数的值0tf(t)下页上页0＋0－t=0+时刻当i()为有限值时换路瞬间，若电容电流保持为有限值，则电容电压（电荷）换路前后保持不变。(2)电容的初始条件0结论下页上页iuCC+－当u()为有限值时(3)电感的初始条件t=0+时刻0换路瞬间，若电感电压保持为有限值，电感电流（磁链）换路前后保持不变。结论下页上页+–uLLi（4）换路定律（1）电容电流和电感电压为有限值是换路定律成立的条件。注意换路瞬间，若电容电流（或电感电压）保持为有限值，则电容电压（或电感电流）换路前后保持不变。（2）换路定律反映了能量不能跃变。下页上页5.电路初始值的确定(2)由换路定律(1)由0－电路求

6、uC(0－)或iL(0－)(3)由0＋等效电路求iC(0＋)例1求iC(0+)电容开路下页上页+－10ViiC+uC－k10k40k+－10VuC(0－)10k40k+－电容用电压源替代+－10ViC(0+)8V10k0＋等效电路+－iL(0＋)=iL(0－)=2A例2t=0时闭合开关k,求uL(0＋)0+电路先求由换路定律:电感用电流源替代解电感短路iL+uL－L10VK14下页上页10V14＋10V142A－求初始值的步骤:1.由换路前电路（一般为稳定状态）求uC(0－)和iL(0－)；2.由换路定律得uC(0＋)和iL(0＋)。3.画0＋等效电路。4.由0＋电路求所

7、需各变量的0＋值。b.电容（电感）用电压源（电流源）替代。a.换路后的电路（取0＋时刻值，方向与原假定的电容电压、电感电流方向相同）。下页上页求iC(0+),uL(0+)例3解0－电路RIS由0－电路得：由0＋电路得：下页上页K(t=0)iLC+–uCLRISiC+–uL0＋电路+–RISRIS+–例4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：iL2+－48V32+－uC2iL+uL－LK+－48V32C+uC－