电路的暂态分析习题课课件.ppt

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1、3.2储能元件和换路定则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微分电路和积分电路3.1电阻元件、电感元件、电容元件第3章电路的暂态分析1.了解电阻元件、电感元件与电容元件的特征;2.理解电路的暂态和稳态、零输入响应、零状态响应、全响应的概念，以及时间常数的物理意义;3.掌握换路定则及初始值的求法;4.掌握一阶线性电路分析的三要素法。第3章电路的暂态分析：本章要求1.电阻元件、电感元件与电容元件1.电感元件磁场能电场能2.电容元件2.换路定则iL(0+)=iL(0－)

2、uC(0+)=uC(0－)（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，若电感电压保持为有限值，则电感电流（磁链）换路前后保持不变。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）换路定律反映了能量不能跃变。不能突变Cu3.一阶电路的三要素法：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：★三要素求解步骤1.画t=0-时的等效电路，求f(0-)；3.画t=∞时的

3、等效电路，求f(∞)；4.画t＞0时无源网络，求等效电阻Ro，计算τ；5.代入三要素公式。2.画t=0+时的等效电路，求f(0+)；换路定则：uC(0+)=uC(0)；iL(0+)=iL(0)先求R0,=R0C，★元件L、C的等效电路：元件t=0+t=0-，∞CLIoIo+-UoUo+-t=0+条件零初始非零初始直流稳态★初始值的确定1)画t=0-的等效电路求uC(0–)、iL(0–)；2)根据换路定则求出3)画t=0+的等效电路求其它电量的初始值。或在换路瞬间t=(0+)的等效电路中电容元件视为短路。

4、其值等于(1)若电容元件用恒压源代替，其值等于I0,,电感元件视为开路。(2)若,电感元件用恒流源代替，注意：其中电容C视为开路,电感L视为短路，即求解直流电阻性电路中的电压和电流。★稳态值的计算例：uC+-t=0C10V5k1FS5k+-t=03666mAS1H2)计算τ。1)画t＞0时无源二端网络，求等效电阻R0。除去储能元件后，令独立源置零（电压源短路、电流源开路），求等效电阻。★时间常数的计算对于一阶RC电路对于一阶RL电路R0U0+-CR0★R0的计算类似于应用戴维宁定理解题时计算电路

5、等效电阻的方法。即从储能元件两端看进去的等效电阻。R1R2R3R1U+-t=0CR2R3S3.1图所示电路原已处于稳态，在t=0时，将开关S断开，试用三要素法求换路后的uC和iC。则【解】3.2图所示电路原已处于稳态。试用三要素法求开关S断开后的iL和uL。【解】则已知：开关K原在“3”位置，电容未充电。当t＝0时，K合向“1”t＝20ms时，K再从“1”合向“2”求：例3+_U13VK1R1R21k2kC3μ+_U25V1k2R3解：第一阶段（t=0~20ms，K：31）R1+_U13VR2初始值K+_U

6、13V1R1R21k2kC3μ3稳态值第一阶段（K：31）R1+_U13VR2K+_U13V1R1R21k2kC3μ3时间常数第一阶段（K：31）R1+_U13VR2CK+_U13V1R1R21k2kC3μ3第一阶段（t=0~20ms）电压过渡过程方程：第一阶段（t=0~20ms）电流过渡过程方程：第一阶段波形图20mst23t20ms1说明：＝2ms,5＝10ms20ms>10ms,t=20ms时，可以认为电路已基本达到稳态。下一阶段的起点下一阶段的起点起始值第二阶段:20ms~（K由12）+_U

7、2R1R3R2+_t=20+ms时等效电路KU1R1+_+_U23V5V1k12R3R21k2kC3稳态值第二阶段:(K:12)_+E2R1R3R2KU1R1+_+_U23V5V1k12R3R21k2kC3时间常数第二阶段:(K:12)_C+U2R1R3R2KU1R1+_+_U23V5V1k12R3R21k2kC3第二阶段（20ms~）电压过渡过程方程第二阶段（20ms~）电流过渡过程方程第一阶段：20mst22.5(V)第二阶段：第一阶段：31.5t1.251(mA)20ms第二阶段：第三章作业：

8、P963.2.1(a)(d)3.2.23.3.33.4.13.4.33.4.53.6.13.6.23.6.4