电工基础077第77课时换路定律与初始值的计算ppt课件.ppt

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1、电路状态稳定状态：过渡过程：各处响应恒定不变或随时间按周期性变化。电路从一种稳定状态到另一种稳定状态的过渡过程，响应随时间变化。过渡过程也叫暂态过程、瞬态过程合S前，IR=0，UR=0；合S后，IR=U/R，UR=UAUK+-CV12R++--AUK+-CV12R++--开关2→1UC=0→UIR=U/R→0开关1→2UC=U→0IR=-U/R→0t0uci红色为U的曲线，蓝色为I的曲线如果过程是瞬间完成的，则t=0的时间内能量由0焦耳到焦耳，电源就必须有无穷大的功率。这是不可能的！3、电路发生换路有可能会产生过渡过程；2、电路中存在储能元件是产生过渡过程的内部原因；3、储能

2、元件的储能不能突变是产生过渡过程的根本原因；上述分析说明什么问题？1、纯电阻电路不会产生过渡过程；2、电路中存在储能元件可能会产生过渡过程；1、换路是电路产生过渡过程的外部原因；结论：过渡过程分析：不能采用相量法，而采用时域分析的方法，以时间t为变量，研究各处电压电流随时间的变化规律。分析过渡过程的意义：电子技术中用来产生某些特定的波形，但此过程中可能产生过电压、过电流使电气设备损坏。电容元件的储能不能跃变，即uC(0+)=uC(0–)电感元件的储能不能跃变，即换路定律:iL(0+)=iL(0–)uC(0+)=uC(0–)iL(0+)=iL(0–)电容电压不能突变电感电流不能

3、突变突变即t的值很小所以电容电压不能突变当Uc电压为0时，电容上下极板之间是等电位，那么R两端就是电源电压。在电压作用下出现了i，这个i刚开始对C充电无穷表示过了很长时间，电路达到了新的稳态。此时i对C的充电已完成，电容上下极板上充满了正电荷和负电荷。此时电感相当于一根导线Uv的实际方向与参考方向相反Uc为0，就是电容两端电位相等iL为0，R2上的就没有电压，uL就是电源电压电容上的电流可以产生突变电感上的电压可以产生突变例6：电路如图，试确定各个电压、电流的初始值，设换路前电路处于稳态。解：（1）状态变量初始值的确定状态变量的初始值由t=0-时刻的等效电路确定。稳态时iC=

4、0，电容器相当于开路；画t=0-时刻的等效电路，因为是直流电路，所以稳态时uL=0，电感器相当于短路；LCR2R3R1RUK+-8V2Ω4Ω4Ω4Ωit=0i1iCiLucuLLCR2R3R1RUK+-8V2Ω4Ω4Ω4Ωit=0-i1iCiLucuL（2）非状态变量初始值的确定非状态变量的初始值由t=0+时刻的等效电路确定。储能的电容器相当于电压源；画t=0+时刻的等效电路，换路瞬间的大小和方向都不改变储能的电感器相当于电流源；uLLCR2R3R1RUK+-8V2Ω4Ω4Ω4Ωit=0+i1iCiLuc+-+-解得：且：注意：换路瞬间，电路中除状态变量外的其余量可能跃变。未

5、储能的电容器相当于短路；未储能的电感器相当于开路；练习2：电路如图，试确定各个电压、电流的初始值。设换路前电感电容均未储能。LCR2R3R1UK+-6V2Ω4Ω4Ωit=0iCiLucuL++--解：（1）状态变量的初始值由t=0-时刻的等效电路确定（2）非状态变量的初始值由t=0+时刻的等效电路确定LCR2R3RU+-6V2Ω4Ω4Ωit=0+iCiLucuL+-+-练习3：电路如图，求在开关闭合瞬间各元件中的电流及其两端电压；当电路达到稳态时又各为多少？设换路前储能元件均未储能。L2C2R2R1UK+-10V2Ω8Ωt=0C1L1未储能的电容器相当于短路；未储能的电感器相

6、当于开路；解：（1）状态变量的初始值由t=0-时刻的等效电路确定（2）非状态变量的初始值由t=0+时刻的等效电路确定设电压电流参考方向如图++--L2C2R2R1Ui1+-10V2Ω8Ωt=∞C1L1（3）电路达到稳态（t=∞）稳态时iC=0，电容器储满能相当于开路；稳态时uL=0，电感器储满能相当于短路；++--L2C2R2R1Ui1+-10V2Ω8Ωt=0+C1L1小结一产生过渡过程的原因二换路定律三初始值的计算2、电路中存在储能元件是产生过渡过程的内部原因；3、储能元件的储能不能突变是产生过渡过程的根本原因；1、换路是电路产生过渡过程的外部原因；电路的状态变量不能突变。

7、状态变量的初始值由t=0-时刻的等效电路确定。非状态变量的初始值由t=0+时刻的等效电路确定。电容器相当于开路；如何画t=0-时刻的等效电路？电感器相当于短路。储能的电容器相当于电压源；如何画t=0+时刻的等效电路？储能的电感器相当于电流源。未储能的电容器相当于短路；未储能的电感器相当于开路。