大学电工电子技术 电路的暂态分析课件.ppt

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1、第3章电路的暂态分析1第3章电路的暂态分析3.2储能元件与换路定则3.3RC电路的响应3.4一阶线性电路暂态分析的三要素法3.6RL电路的响应3.5微分电路与积分电路3.1电阻、电感、电容元件2伏-安特性iuRiuui3.1.1电阻R（常用单位：、k、M）线性电阻非线性电阻3.1电阻、电感、电容元件3消耗能量吸收功率电阻元件是耗能元件（W）单位：P（W），t（s），W（J）P（kW），t（h），W（kW·h）43.1.2电感L（单位：H,mH,H）单位电流产生的磁链线圈匝数磁通理想电感元件：ui即：Li=N5线圈面积线圈长度导磁率电感和结

2、构参数的关系线性电感:L=Const(如:空心电感不变)非线性电感:L=Const(如:铁心电感不为常数)ui线圈匝数6电感中的感应电动势euiee的方向：与电流方向一致与磁通符合右螺旋法则e的大小：7电感中电流、电压的关系当(直流)时,所以,在直流电路中电感相当于短路.ueiL直流电路中，电感中的电流是否为0？8电感是一种储能元件,储存的磁场能量为：电感的储能？电感中的电流是直流时,储存的磁场能量是否为0？否！93.1.3电容C单位电压下存储的电荷（单位：F,F,pF）ui电容符号有极性无极性+q=Cu10极板面积板间距离介电常数电容和结构

3、参数的关系线性电容:C=Const(不变)非线性电容:C=Const(不为常数)uiC11电容上电流、电压的关系当(直流)时,所以,在直流电路中电容相当于开路。uiCq=Cu直流电路中，电容两端的电压是否为0？12电容是一种储能元件,储存的电场能量为：电容的储能？电容两端的电压是直流时,储存的电场能量是否为0？否！13无源元件小结LCRu，I关系能量储放iRu=14R1UR2当U为直流电压时，计算电感和电容的电压、电流和储能。例10UR1R2LCiLuC，，，，15tE稳态暂态原稳态新稳态过渡过程C电路处于原稳态SRE+_开关S闭合3.2换路定则与电压

4、和电流初始值的确定电路处于新稳态RE+_1.暂态过程162.暂态过程产生的条件和原因(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17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18t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=0iL19※储能元件（L、C）的能量不能突变；P=，

5、P不能等于，dWdt能量W不能突变。电感L储存的磁场能量）（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20(换路:电路状态的改变。)2.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(-+=CCuu)0()0(-+=LLii则：21求解依据初始值t=0+时电路中的各电流、电压值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-

6、）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，利用该电路确定其它电量的初始值。22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)

7、0()0(1=--iiL)0(1V3=-1Ri)0(=-uC·232）)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+-Luii1mA5.1=)0(+Li)0(=+uC3VuC（0+）iL（0+）mA3=)0()0(22-=++RuEiCmA5.4=)0()0()0(21+=+++iiiV3=)0()0(-=++R1i1EuL+=0t-=0tmA5.1V3mA5.1V324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.

8、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