3 电路的暂态分析

《3 电路的暂态分析》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、第3章电路的暂态分析2RC电路的响应3一阶线性电路暂态分析的三要素法1储能元件和换路定则2．电阻电感电容元件哪些是耗能元件、哪些元件是储能元件?储能元件和换路定则电感储能：1．电容元件电感元件在直流稳态的情况下（电压电流都不变），相当于什么？画出下面电路处于直流稳态时的等效电路。+RR2U_R3电容储能：+RR2U_R3uC+-CiC(b)U+-SRU暂态稳态ot新稳态稳定状态：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。产生暂态过程的条件：∵L储能：换路:电路状态的改变

2、。如：电路接通、切断、短路、电源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(1)电路中含有储能元件(2)电路发生换路电容电路：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）换路定则确定了换路瞬间电容电压uC和电感电流iL电感电路：如何计算初始值？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=

3、0-的电路求出uC(0–)、iL(0–)；2)根据换路定则求出uC(0+)、iL(0+)。由t=0+的电路及uC(0+)、iL(0+)求其它电量的初始值。暂态过程初始值的确定未储能例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：电路中各电压和电流的初始值。S(a)CUR2R1t=0+-L未储能,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。(2)由t=0+电路，求其余各电流、电压的初始值SCUR2R1t=0+-L(a)电路iL(0+)UiC(0+)

4、uC(0+)uL(0+)_u2(0+)u1(0+)i1(0+)R2R1+++__+-(b)t=0+等效电路练习与思考3.2.2电容已储能确定开关S断开后初始瞬间的电压uC和电流iC，i1，i2之值。S断开之前电路已处于稳态。+-2Ω6V+–C4Ωi1i2iC+-2Ω6V+–4Ωi1i2t=0-+-2Ω6V+–C4Ωi1i2iCt=0+3.1.1在直流稳态时，电感元件上（）（1）有电流，有电压（2）有电流，无电压（3）无电流，有电压3.1.2在直流稳态时，电容元件上（）（1）有电流，有电压（2）有电压，无电流（3）无电压，

5、有电流3.2.1在图3.01中，开关S闭合前电路已处于稳态，试问闭合开关S的瞬间，uL(0+)为（）（1）0V（2）100V（3）63.2Vt=01001ASLuL+－3.2.4在图3.04中，开关S闭合前电容元件和电感元件均未储能，试问闭合开关S瞬间发生跃变的是（）（1）i和i1（2）i和i3（3）i2和uCuC+-t=0CUR3SR1+-R2i1ii2i3L图3.01RC电路的响应一阶电路暂态过程的求解方法1.经典法:根据激励(电源电压或电流)，通过求解电路的微分方程得出电路的响应(电压和电流)。2.三要素法初始值

6、稳态值时间常数求（三要素）仅含一个储能元件或可等效为一个储能元件的线性电路,且由一阶微分方程描述，称为一阶线性电路。一阶电路求解方法无电源激励,仅由电容元件的初始储能所产生的电路的响应。——RC电路的放电过程1RC电路的零输入响应+-SRU021+–+–初始值电容电压电阻电压：放电电流方法一:方法二:0tO时间常数令:单位:S当时时间常数决定电路暂态过程变化的快慢0.368U0越大，曲线变化越慢，达到稳态所需要的时间越长。U0t0uc当t=3~5时，过渡过程基本结束，uC达到稳态值。2RC电路的零状态响应储能元件未储

7、存能量，仅由电源激励所产生的电路的响应。——RC电路的充电过程uC(0-)=0sRU+_C+_iuC电容电压充电电流当t=时tU3RC电路的全响应全响应:电源激励、储能元件的初始能量均不为零时，电路中的响应。uC(0-)=U0sRU+_C+_iuC全响应=零输入响应+零状态响应稳态分量零输入响应零状态响应暂态分量全响应全响应=稳态分量+暂态分量3.3.1在在电路的暂态过程中，电路的时间常数τ愈大，则电流和电压的增长或衰减就（）（1）愈快（2）愈慢（3）无影响3.3.2电路的暂态过程从t=0大致经过（）时间，就可认为到

8、达稳定状态了。（1）τ（2）（3~5）τ（3）10τ：代表一阶电路中任一电压、电流函数式中,初始值--（三要素）稳态值--时间常数--在直流电源激励的情况下，一阶线性电路微分方程解的通用表达式：利用求三要素的方法求解暂态过程，称为三要素法。一阶电路都可以应用三要素法求解，在求得、和的基础上,可直接写出电路的响应(