电工技能培训-8电路的暂态分析.ppt

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1、同学们好！成都西岭雪山第3章电路的暂态分析3.2换路定则与初始值的确定3.3一阶电路暂态过程的分析方法3.4一阶电路的几种常见响应3.1电感元件与电容元件☻☻☻本讲重点：直流电路的暂态过程换路定则的思路电压和电流初始值的确定的方法对RC电路的响应的分析方法和思路着重掌握分析方法和思路3.2换路定则及初始值的确定1.电路中产生暂态过程的原因电流i随电压u比例变化。合S后：所以电阻电路不存在暂态过程(R耗能元件)。图(a)：合S前：例：tIO(a)S+-UR3R2u2+-iR13.2换路定则及初始值的确定图(b)

2、合S后：由零逐渐增加到U所以电容电路存在暂态过程uC+-CiC(b)U+-SR合S前:U暂态稳态ot产生暂态过程的必要条件：∵L储能：换路:电路状态的改变。如：电路接通、切断、短路、电压改变或参数改变不能突变Cu∵C储能：产生暂态过程的原因：由于物体所具有的能量不能跃变而造成在换路瞬间储能元件的能量也不能跃变若发生突变，不可能！一般电路则(1)电路中含有储能元件(内因)(2)电路发生换路(外因)电容电路：注：换路定则仅用于换路瞬间来确定暂态过程中uC、iL初始值。设：t=0—表示换路瞬间(定为计时起点)t=

3、0-—表示换路前的终了瞬间t=0+—表示换路后的初始瞬间（初始值）2.换路定则电感电路：☻3.初始值的确定求解要点：(2)其它电量初始值的求法。初始值：电路中各u、i在t=0+时的数值。(1)uC(0+)、iL(0+)的求法。1)先由t=0-的电路求出uC(0–)、iL(0–)；2)根据换路定律求出uC(0+)、iL(0+)。1)由t=0+的电路求其它电量的初始值；2)在t=0+时的电压方程中uC=uC(0+)、t=0+时的电流方程中iL=iL(0+)。暂态过程初始值的确定例1．解：(1)由换路前电路求由已知

4、条件知根据换路定则得：已知：换路前电路处稳态，C、L均未储能。试求：电路中各电压和电流的初始值。S(a)CUR2R1t=0+-L暂态过程初始值的确定,换路瞬间，电容元件可视为短路。,换路瞬间，电感元件可视为开路。iC、uL产生突变(2)由t=0+电路，求其余各电流、电压的初始值SCUR2R1t=0+-L(a)电路iL(0+)UiC(0+)uC(0+)uL(0+)_u2(0+)u1(0+)i1(0+)R2R1+++__+-(b)t=0+等效电路☻结论P701.换路瞬间，uC、iL不能跃变,但其它电量均可以跃变

5、。4.换路后t=0+时的等效电路:换路前,若uC(0-)0,换路瞬间(t=0+等效电路中),电容元件可用一理想电压源替代,其电压为uc(0+);换路前,若iL(0-)0,在t=0+等效电路中,电感元件可用一理想电流源替代，其电流为iL(0+)。2.换路前,若储能元件没有储能,换路瞬间(t=0+的等效电路中)，可视电容元件短路，电感元件开路。☻☻3.换路前t=0-时的等效电路:换路前,若储能元件（稳态）储能,换路瞬间(t=0+的等效电路中)，可视电容元件开路，电感元件短路。已知:K在“1”处停留已久，在t=

6、0时合向“2”求:例2E1k2k+_RK12R2R16V2k换路前t=0-时的等效电路ER1+_RR2解：计算结果电量(1)t=0-时的初始值。(2)t=0+时t=0+时的等效电路E1k2k+_R2R13V1.5mA+--+C视为开路，L视为短路。3.4一阶（RC）电路的几种常见响应一阶电路暂态过程的求解方法1.经典法:根据激励(电源电压或电流)，通过求解电路的微分方程得出电路的响应(电压和电流)。2.三要素法初始值稳态值时间常数求（三要素）仅含一个储能元件或可等效为一个储能元件的线性电路,且由一阶微分方程描

7、述，称为一阶线性电路。一阶电路求解方法代入上式得换路前电路已处稳态t=0时开关,电容C经电阻R放电一阶线性常系数齐次微分方程(1)列KVL方程1.电容电压uC的变化规律(t0)零输入响应:无电源激励,输入信号为零,仅由电容元件的初始储能所产生的电路的响应。图示电路实质：RC电路的放电过程3.4.1一阶（RC）电路的零输入响应+-SRU21+–+–☻(2)解方程：特征方程由初始值确定积分常数A齐次微分方程的通解：电容电压uC从初始值按指数规律衰减，衰减的快慢由RC决定。(3)电容电压uC的变化规律电阻电压：放

8、电电流电容电压2.电流及电阻电压的变化规律tO3.、、变化曲线Ru4.时间常数(2)物理意义令:单位:S(1)量纲当时时间常数决定电路暂态过程变化的快慢时间常数等于电压衰减到初始值U0的所需的时间。0.368U越大，曲线变化越慢，达到稳态所需要的时间越长。时间常数的物理意义Ut0uc当t=5时，过渡过程基本结束，uC达到稳态值。(3)暂态时间理论上认为、电路达稳态工程上认为~、电容放电基本结束。