C5 动态电路暂态分析ppt课件.ppt

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1、第5章动态电路时域分析5.1动态元件汽车点火电路微分与积分电路数字电路的输出延迟（，★）5.5二阶动态电路（自学）5.4应用实例（）（，★）5.2动态电路暂态分析5.3一阶线性电路响应5.1动态元件一、电容元件电容器是由间隔以不同介质（如云母、绝缘纸、电解质等）的两块金属极板组成。在外电源作用下，正负电极上分别带上等量异号电荷，撤去电源，电极上的电荷仍可长久地聚集下去，是一种储存电能的部件。1.电容器+u+q-q-实际电容器示例2.线性电容（简称电容）电容电压与所带电荷之间满足：式中C是电容元件的参数，称为电容。C是一个

2、正实常数。0uqu+–i1mF=10-6F，1pF=10-12F。单位：F(法拉)表示。常用单位有μF(微法)及pF(皮法)。库—伏特性反映这种储存电荷现象的理想电路模型。电容符号为：u、i取关联参考方向3.电容元件的伏安关系(1)微分关系(2)积分关系(3)电容的特性<1>在直流电路中，电容元件处相当于开路；<3>电容元件具有“记忆”功能（从积分关系来看）。uCi+-<2>如果通过电容的电流为有限值，则du/dt就必须是有限值，电容电压不可能发生跃变，而只能是连续变化的；4.电容元件的功率与储能w>0，电容充电，以电场能的形

3、式储存；w<0，电容放电，元件释放电能。5.非线性电容非线性电容的电容值C不等于一个常数，即：电路理论中的电感元件是实际电感器的理想化模型，是一种储存磁场能量的元件。把金属导线绕在一骨架上构成一实际电感器，当电流通过线圈时，将产生磁通，是一种储存磁能的部件。电感元件就是反映这种物理现象的理想电路模型。韦安特性：i(t)+-u(t)(t)＝N(t)u、i取关联参考方向+uiL-二、电感元件1.电感器实际电感器示例2.线性电感（简称电感）+uiL-电感符号为：则电感电流与磁链Ψ之间满足：式中L是电感元件的参数，称为电感。L是一

4、个正实常数。0iΨ单位：H(亨利)表示。常用单位有mH(毫亨)及H(微亨)。韦—安特性：1H=103mH＝106H3.电感元件的伏安关系(1)微分关系(2)积分关系(3)电感的特性<1>在直流电路中，电感元件处相当于短路；<3>电感元件具有“记忆”功能（从积分关系来看）。+uiL-<2>如果电感的电压为有限值，则di/dt就必须是有限值，电感电流不可能发生跃变，而只能是连续变化的；4.电感元件的功率与储能w>0，电感充电，以磁场能的形式储存；w<0，电感放电，元件释放磁能。5.非线性电感非线性电感的电感值L不等于一个常数，

5、即：小结:C和L是对偶元素当i为常数(直流)时，u=0。L相当于短路。当u为常数(直流)时，i=0。C相当于开路。C:储存电能元件L:储存磁能元件单位:F(法拉)1F=106F=1012pF单位:H(亨利)1H=103mH＝106H单位及换算微分积分功率储能5-1图(a)中所示电路中的uS(t)波形如图(b)所示，已知电容C=0.5F，求电流i,功率p(t)和储能WC(t)，并绘出它们的波形。21t/s20uS/V电源波形uS的函数表示式为:C0.5Fi+–21t/s1i/A-1解：例：应用举例21t/s20p/W-2吸收

6、功率发出功率21t/s10WC/J电容能在一段时间内吸收外部供给的能量转化为电场能量储存起来,在另一段时间内又把能量释放回电路,因此电容元件是储能元件,它本身不消耗能量。表明1.为什么电容有隔断直流通交流的作用？为什么电感具有通直流阻交流的作用？2.如果一个电容元件中的电流为零，其储能是否也一定等于零？如果一个电感元件两端电压为零，其储能是否也一定等于零？3.有人说，当电容元件两端有电压时，则其中必有电流通过；而电感元件两端电压为零时，电感中电流则必定为零。这种说法对吗？4.电容元件两端加直流电压时可视作开路，是否此时电容C为

7、无穷大？电感元件中通过直流电流时可视作短路，是否此时电感L为零？检验学习结果5.2动态电路的暂态分析及其初始条件1.动态电路:含有动态元件电容和电感的电路。2.一阶电路:电路中只有一个储能(动态)元件，则描述电路状态的方程是一阶微分方程。一、动态电路的方程3.换路:电路的结构、元件的参数突然改变或激励的突然变化统称为换路。把换路前的最终时刻记为t=0-,换路后的最初时刻记为t=0+,换路经历的时间则为0-~0+。i+–uCUSRC开关S合到B换路S+–uCUSRCiABS未动作前uC=0uC=USi+–uCUSRCS动作很长时

8、间后暂态(过渡过程)：电路由一个稳态过渡到另一个稳态的转变过程。稳态换路前稳态暂态过渡状程换路后稳态t1USuCt0?稳态暂态：过渡状程开关S合到A换路暂态电路：各电量随时间发生变化稳态电路：电路电量不发生变化或周期性变化S+–uCUSRCiAB稳态换路前稳态暂态过渡状程换路