《电工电子技术》全套课件 第2章 电路的暂态分析.ppt

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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tE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2.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

2、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t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=0iL※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

3、存储的电场能量）（221CuWc=原因若发生突变，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,(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(-+=CCuu)0()0(-+=LLii则：2.1.2换路定则研究暂态过程的基本依据：（1）元件的性质电容：，当，电容相

4、当于开路。电感：，当，电感相当于短路。（2）欧姆定律、基尔霍夫定律（3）换路定则求解依据初始值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，利用该电路确定其它

5、电量的初始值。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·2）)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(=+uC3

6、VuC（0+）iL（0+）mA3=)0()0(22-=++RuEiCmA5.4=)0()0()0(21+=+++iiiV3=)0()0(-=++R1i1EuL+=0t-=0tmA5.1V3mA5.1V3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，电感相当于开路。例2.1提示：先画出t=0-时的等效电路)0()0()0()0

7、(++--,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。10mAiSiRiCiLSR1R2R3UCUL讨论:v+_4v2.5KiL2在实验中，测量线圈电压，应先拿掉电压表，还是先断开开关？v2.5KiL2若先断开开关：iL(0+)=iL(0-)=2AUV=22.5K=5000V如果选择电压表的量程为100v、500v，就会击穿电压表，同时，线圈承受的电压为(5000-4)V，击穿线圈。在测量线圈电压时，在断开电路前，应先把电压表拿掉。+_4viL2拿掉电压表再断开开关

8、时，因为电路中的电流不能突变，在开关间产生电弧，直到电路中的电流为零。为了防止电弧，在电路中并联二极管+_4viL2在开关断开后，二极管能为电路中的电流iL提供回路，消耗掉电路中的电流。注意