徐淑华电工电子技术ppt第二章.ppt

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1、第2章电路的暂态分析1第2章电路的暂态分析2.2RC电路的暂态过程2.3一阶线性电路暂态分析的三要素法2.4RL电路的暂态过程2.1暂态过程及换路定则2理解电路中暂态过程产生的原因和换路定则的内容。掌握一阶线性电路中初始值的求解。理解用经典法分析一阶电路的步骤。掌握一阶线性电路暂态分析的三要素法。能够画出暂态响应的波形图。本章学习目标3tE稳态暂态旧稳态新稳态过渡过程C电路处于旧稳态SRE+_开关S闭合2.1暂态过程及换路定则电路处于新稳态RE+_2.1.1电路的暂态过程1.暂态过程42.暂态过程产生的条件和原

2、因(1)电路有换路存在（如：电源的接通、断开、电路参数改变等所有电路状态的改变）(2)电路中存在储能元件（L或C）条件5因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有电容的电路存在过渡过程。Et电容为储能元件，它储存的能量为电场能量，其大小为：储能元件ESR+_CuC电容电路6t储能元件电感电路电感为储能元件，它储存的能量为磁场能量，其大小为：因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有电感的电路存在过渡过程。SRE+_t=0iL7※储能元件（L、C）的能量不能突变；P=，P不能等于，dwdt能量W不能突变。电感L储

3、存的磁场能量）（221LLLiW=LW不能突变Li不能突变CW不能突变Cu不能突变电容C存储的电场能量）（221CuWc=原因8若发生突变，不可能！所以电容电压不能突变※从电压电流关系分析SRE+_CiuCCCCudtduRCuiRE+=+=S闭合后，列回路电压方程：dtduCCi=diLuLdtL=同理，因为所以电感电流不能突变=dtduc则不满足KVL,9(换路:电路状态的改变。)换路定则:在换路瞬间，电容上的电压、电感中的电流不能突变。设：t=0时换路0----换路前瞬间0+---换路后瞬间)0()0(-

4、+=CCuu)0()0(-+=LLii则：2.1.2换路定则10求解依据初始值t=0+时电路中的各电流、电压值2.1.3初始电压、电流的确定)0()0(-+=CCuu)0()0(-+=LLii求解步骤1）求t=0-时（电路处于原稳态）的uC（0-）iL（0-）；2）根据换路定则确定uC和iL的初始值；uC（0+）=uC（0-），iL（0+）=iL（0-）；3）画出t=0+（换路后）的等效电路：将电容作为恒压源处理，其大小和方向取决于uC（0+）；将电感作为恒流源处理，其大小和方向取决于iL（0+）；然后，利用该电

5、路确定其它电量的初始值。11已知:S在“1”处停留已久，在t=0时合向“2”求:LCuuiii，，，，21的初始值，即t=(0+)时刻的值。例1iE1k2k+_RS12R2R1i2CuLu6V2ki1解:1）根据换路前（t=(0-)）的等效电路ER1+_RR2=mA5.11=+RRE)0()0(1=--iiL)0(1V3=-1Ri)0(=-uC·122）)0(=+i1)0(+iL=)0(-iL=1.5mA)0(=+uC)0(=-uC3V3）画出t=0+时的等效电路E1k2k+_R2R1i23V1.5mA+-Lui

6、i1mA5.1=)0(+Li)0(=+uC3VuC（0+）iL（0+）mA3=)0()0(22-=++RuEiCmA5.4=)0()0()0(21+=+++iiiV3=)0()0(-=++R1i1EuL+=0t-=0tmA5.1V3mA5.1V313换路瞬间，uC，iL不能突变。其它电量均可能突变，变不变由计算结果决定；2.换路瞬间，uC（0-）=U00，电容相当于恒压源，其值等于U0，uC（0-）=0，电容相当于短路；3.换路瞬间，iL（0-）=I00，电感相当于恒流源，其值等于I0，iL（0-）=0，电感

7、相当于开路。14例2.1提示：先画出t=0-时的等效电路)0()0()0()0(++--,LCLCiuiu,,画出t=0+时的等效电路（注意)0()0(++LCiu、的作用）求t=0+各电压值。10mAiSiRiCiLSR1R2R3UCUL152.2RC电路的暂态过程根据电路的定律列写电压、电流的微分方程，求解电路中电压、电流随时间的变化规律。经典法:2.2.1RC电路的零输入响应换路后的电路中无电源激励。即输入信号为0时，由电路的初始状态产生的响应。SRU+_CCuit=0uC（0+）=uC（0-）=U列换路后

8、电路的KVL方程CCudtduRC+=CuRi0+=16CCudtduRC+=0一阶常系数齐次微分方程其通解为指数函数：ptCAeu=A：待定系数P：特征根01=+RCPRCP1-=故：特征方程：Ctu=)(tAe-RC代入初始条件：uC（0+）=UA=UCu=)(00Ae-RC=UCtu=)(tUe-RC得：17分析：1）电容上电压随时间按指数规律变化；2）变化的起点是