电路基础第8章 线性动态电路ppt课件.ppt

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1、第8章线性动态电路分析8.1换路定理8.2电路初始值与稳态值的计算8.3一阶电路零输入响应8.4一阶电路零状态响应8.5一阶电路的全响应8.6一阶电路的三要素法*8.7微分电路与积分电路*8.8RLC串联电路的零输入响应目录教学内容动态电路的过渡过程、换路定理、初始值、稳态值的计算。教学要求1.深刻理解动态电路的过渡过程。2.掌握换路定理。3.会计算动态电路的初始值和稳态值。教学重点和难点重点：换路定理。难点：换路定理的理解。8-1换路定律一、电路的过渡过程动态电路指含有储能元件——电容、电感的电路。过渡过程是电路从一种稳定状态变化到另一种稳定状态的中间过程。实验电路如图示：D

2、RDCDLRLC+US-S开关S闭合时的三种现象：电阻支路的灯泡DR会立即亮，而且亮度始终不变；电感支路的灯泡DL由不亮逐渐变亮，最后亮度达到稳定；电容支路的灯泡DC由亮变暗，最后熄灭。电容充放电电感充放电因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有电容或电感的电路存在过渡过程。内因换路，如：……外因电路接入电源电路参数改变从电源断开电路连接改变所以电路产生过渡过程有内外两种原因：▪内因是电路中存在动态（储能）元件L或C；▪外因是电路的结构或参数要发生改变——换路。二、换路定律电容电压不能跃变电感电流不能跃变内容:在换路瞬间，如果流过电容元件的电流为有限值，其电压uC不能跃变；如果

3、电感元件两端的电压为有限值，其电流iL不能跃变。这一结论称为换路定律。8-2电路初始值与稳态值的计算一、电路初始值的计算1.由t=0-的等效电路计算出uC(0-)和iL(0-)2.由换路定理确定初始值uC(0-)和iL(0-)3.由换路后t=0+时的等效电路求出其他电压、电流的初始值。绘等效电路时uC(0+)=0+U0-uC(0+)=U0iL(0+)=0I0iL(0+)=I0LiL(0+)CuC(0+)解:例8-1图示电路，直流电压源的电压US=50V，R1=R2=5Ω，R3=20Ω。电路原已达到稳态。在t=0时断开开关S。试求t=0+时电路的等初始值。、、、、、（1）先求初始

4、值、。=25V根据换路定理，有例8-1题电路图R3R2+US-+uC-+uL-iLSLR1CiCR2uR3u（2）计算相关初始值。=R2=25V=-=-5A=R3=20×（-5）V=-100V=-[R2+R3]+=-5×[5+20]+25=-100V将题图中的电容C用短路代替；电感L用开路代替。则得t=0+时的等效电路如下图所示。R3+25V-R25A(0+)(0+)(0+)(0+)二、电路稳态值的计算例8-3电路如图所示，开关S闭合前电路已达稳态，在t=0时开关S闭合，求t=0+和t=时的等效电路，并计算初始值、和稳态值、。、、、解:（1）因为S闭合前电容与电感均无储能，=

5、0相当于短路，=0相当于开路。i2S6Ω9Ω+36V-Li1例8-3题电路图根据换路定理，有将题图中的电容C用短路代替；电感L用开路代替。则得t=0+时的等效电路如下图所示。+36V-S6Ω9Ωi1（0+）（0+）i2（2）计算相关初始值。=A=4A=0Ai2S6Ω9Ω+36V-Li1+36V-S6Ω9Ω（）i1i2iLuC（）（）（）（3）计算稳态值。开关S闭合后电路到达新的稳定状态时，电感相当于短路，电容相当于开路，做出t=时的等效电路如下图所示。i2S6Ω9Ω+36V-Li1=36V=0A==A=6A3．换路定律：换路时，若向储能元件提供的能量为有限值，则各储能

6、元件的能量不能跃变。具体表现在电容电压不能跃变；电感电流不能跃变。即小结1.电路从一种稳态到另一种稳态的中间变化过程叫过渡过程或动态过程。2．过渡过程产生的原因内因是电路含有储能元件，外因是换路。其实质是能量不能跃变。4.分析计算动态电路的初始值和稳态值初始值的分析计算主要应用换路定理和基尔霍夫等。直流激励时，新稳态值的分析计算方法同直流稳态电路（此时，电容相当于开路，电感相当于短路，由此可以做出t=时的等效电路）。应当注意：▪若t=0-时电路是稳定状态的直流电路▪或t=时电路是直流稳态电路uC(0+)=U0iL(0+)=I0CL▪若t=0+时电容无储能CL▪若t=0+时电

7、容有储能uC(0+)=0iL(0+)=0C+U0-I0L难点教学内容一阶电路的零输入响应、一阶电路的零状态响应及一阶电路全响应。教学要求1.了解一阶电路的分析方法。2.理解一阶电路的响应规律。教学重点和难点重点：一阶电路的响应规律难点：一阶电路的分析方法。8-3一阶电路的零输入响应只含有一个独立储能元件的动态电路称为一阶电路。一阶电路的求解方法▪经典法:解微分方程▪三要素法:求初始值、稳态值、时间常数▪分离变量法:求导★本教材应用分离变量法求解。一、RC电路的零输入响应在一阶电路中，若输入激