第十三章电路的暂态分析 郭占涛.pptVIP

? 产生过渡过程的电路及原因? * 第十三章电路的暂态分析 郭占涛 t E 稳态 暂态 旧稳态 新稳态 过渡（暂态）过程 : C 电路处于旧稳态 K R E + _ 开关K闭合 概 述 电路处于新稳态 R E + _ “稳态”与 “暂态”的概念: ? 无过渡过程 I 电阻电路 t = 0 U R + _ I K 电阻是耗能元件，其上电流随电压比例变化， 不存在过渡过程。 E t 电容为储能元件，它储存的能量为电场能量 ，其大小为： 电容电路 储能元件 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。 U K R + _ C uC 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。 K R U + _ t=0 iL 结论 有储能元件（L、C）的电路在电路状态发生 变化（换路）时（如：电路接入电源、从电源断开、电路参数改变等）存在过渡过程； 没有储能作用的电阻（R）电路，不存在过渡 过程。 电路中的 u、i 在过渡过程期间，从“旧稳态”进 入“新稳态”，此时u、i 都处于暂时的不稳定状态， 所以过渡过程又称为电路的暂态过程。 讲课重点：直流电路、交流电路都存在过渡过程。 我们讲课的重点是直流电路的过渡过程。 研究过渡过程的意义：过渡过程是一种自然现象， 对它的研究很重要。过渡过程的存在有利有弊。有利的方面，如电子技术中常用它来产生各种波形；不利的方面，如在暂态过程发生的瞬间，可能出现过压或过流，致使设备损坏，必须采取防范措施。 ?说明： 换路: 电路状态的改变。如： 1 . 电路接通、断开电源 2 . 电路中电源的升高或降低 3 . 电路中元件参数的改变 ………….. §13.1 换路定理与电压和电流初始值的确定 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 --- 换路前稳态终了瞬间 --- 换路后暂态起始瞬间 则： 换路瞬间，电容上的电压、电感中的电流不能突变的原因解释如下： 自然界物体所具有的能量不能突变，能量的积累或 释放需要一定的时间。所以 * 电感 L 储存的磁场能量 不能突变 不能突变 不能突变 不能突变 电容C存储的电场能量 * 若 发生突变， 不可能！ 一般电路 则 所以电容电压 不能突变 从电路关系分析 K R U + _ C i uC K 闭合后，列回路电压方程： 求解要点： 1. 2. 根据电路的基本定律和换路后的等效 电路，确定其它电量的初始值。 初始值（起始值）：电路中 u、i 在 t=0+ 时 的大小。 初始值的确定： 换路时电压方程 : 不能突变 发生了突跳 根据换路定理 解: ? 求 : 已知: R=1kΩ, L=1H , U=20 V、 设 时开关闭合 开关闭合前 iL U K t=0 uL uR 例1 已知: 电压表内阻 设开关 K 在 t = 0 时打开。 求: K打开的瞬间,电压表两的 电压。 解: 换路前 (大小,方向都不变) 换路瞬间 K . U L V R iL 例2 t=0+ 时的等 效电路 V 注意:实际使用中要加保护措施,加续流二极管或先去掉电压表再打开开关S。 K U L V R iL *