第3章 电路的瞬态过程.ppt

《电路与电子技术(电工学Ⅰ)》 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 t 0 t 0 第3章 电路的瞬态过程——RC电路的瞬态过程 下一页 上一页 节首页 章目录 3.3 一阶电路的三要素法 《电路与电子技术(电工学Ⅰ)》 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 第3章 电路的瞬态过程——一阶电路的三要素法 一阶电路 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述。 稳态值 初始值 S R U C + _ i uC + _ 下一页 上一页 章目录 《电路与电子技术(电工学Ⅰ)》 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 代表一阶电路中任一电压、电流函数 初始值 稳态值 在直流电源激励的情况下，一阶线性电路微分方程解的通用表达式： 时间常数 三要素法 利用求三要素的方法求解暂态过程 一阶电路都可以应用三要素法求解，在求得 、 和?的基础上,可直接写出电路的响应(电压或电流)。 第3章 电路的瞬态过程——一阶电路的三要素法 下一页 上一页 节首页 章目录 《电路与电子技术(电工学Ⅰ)》 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 三要素法求解瞬态过程的要点 1. 求初始值、稳态值、时间常数 (1).画t=0-的电路图，只需求uC(0-)和iL(0-)的数值。 (2).换路后的电路图中，将L，C从电路当中断开，从此处看进去，将电路中的电源全部置零（电压源短路，电流源开路），求得等效电阻R，进而求得时间常数的数值。 3. 画出瞬态电路电压、电流随时间变化的曲线 2. 将求得的三要素结果代入瞬态过程通用表达式 画t=∞的电路图，求出各物理量∞时刻的稳态值。 画t=0+的电路图，求出其他的非状态量的初始值。 第3章 电路的瞬态过程——一阶电路的三要素法 下一页 上一页 节首页 章目录 《电路与电子技术(电工学Ⅰ)》 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 注意 1.若不画 t =(0+) 的等效电路，则在所列 t =0+时的方程中应有 uC = uC(0+)、iL= iL( 0+)。 2.时间常数? 的计算 一阶RC电路 一阶RL电路 求R0的方法 (2)对于较复杂的一阶电路，R0为换路后的电路除去电源和储能元件后，在储能元件两端所求得的无源二端网络的等效电阻。 (1) 对于简单的一阶电路，R0=R; 第3章 电路的瞬态过程——一阶电路的三要素法 下一页 上一页 节首页 章目录 《电路与电子技术(电工学Ⅰ)》 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 例题 第3章 电路的瞬态过程——一阶电路的三要素法 电路如图，t=0时开关S合到2，S合在1时电路已处稳态。求电容电压 和电流 。已知R1＝1kΩ，R2 = 2kΩ，R3=5kΩ，C=1μF，电流源IS=5mA。 下一页 上一页 节首页 章目录 《电路与电子技术(电工学Ⅰ)》 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 解 (1)求初始值 根据换路定律 换路前，电路已处于稳定状态，电容相当于断路，所以，电容两端的电压就等于电阻R2两端的电压，即 t=0-等效电路 第3章 电路的瞬态过程——一阶电路的三要素法 R1 1 + – R2 S 下一页 上一页 节首页 章目录 《电路与电子技术(电工学Ⅰ)》 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 电容两端的电压是状态量，电容当中流过的电流是非状态量，需要在换路后的初始时刻电路中求解。此时电容两端的电压可用恒压源替换，即 根据换路定律 t=0＋等效电路 10V + - 第3章 电路的瞬态过程——一阶电路的三要素法 S R3 + – 下一页 上一页 节首页 章目录 《电路与电子技术(电工学Ⅰ)》 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 (2)求稳态值 R1 1 R2 + – S 2 R3 等效电路 换路后，电容通过电阻R3放电，最后到达稳态（ ）时，电容上的电压全部放完，即 第3章 电路的瞬态过程——一阶电路的三要素法 下一页 上一页 节首页 章目录 《电路与电子技术(电工学Ⅰ)》 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 (3)求电路的时间常数 + – S 2 R3 等效电路 电路的等效电阻为 电路的时间常数由换路后的电路确定。 第3章 电路的瞬态过程——一阶电路的三要素法 R0 下一页 上一页 节首页 章目录 《电路与电子技术(电工学Ⅰ)》 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 （4）根据三要素法的公式，可求得 t 0 10V 一阶电路中的状态量和非状态量都