电路分析 -吴安岚 9.3.pptVIP

电路分析 主编 吴安岚副主编 智贵连 编写组 ： 吴安岚 智贵连 姬昌利 李博森 中国水利水电出版社 2009、9、版 内容简介 本教材理论推导从简，计算思路交待详细，概念述明来龙去脉，增加例题数量和难度档次，章节分 “重计算”及“重概念”两类区别对待，编排讲究逐步引深的递进关系，联系工程实际，训练动手能力，尽力为后续课程铺垫。借助类比及对偶手法，语言朴实简练，图文印刷结合紧密，便于自学与记忆，便于节省理论教学时数。适用于应用型本科及高职高专电力类、自动化类、机电类、电器类、仪器仪表类、电子类及测控技术类专业。 第9章 线性电路过渡过程中电流电压的计算 9.1 换路定律和初始条件的计算 9.2 一阶电路的零输入响应——仅由初始储能激励 9.3 一阶电路的零状态响应——仅由电源激励 9.4 一阶电路的全响应 9.5 线性动态电路的复频域分析 9.3 一阶电路的零状态响应——仅由电源激励 零状态响应的波形如图所示。 9.3.2 RL电路在直流电源激励下的零状态响应 ——电感电流建立过程 零状态响应的波形如图所示。 P [例9－10] 9.3.3 RL电路在正弦电压源激励下的零状态响应 * 在线教务辅导网： 教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网 QQ:349134187 或者直接输入下面地址： 动态电路的“状态”指电感电流与电容电压的值。 “零状态响应”指换路时电感、电容无初始储能的响应，电路中的电流、电压完全由外加激励电源引起。 9.3.1 RC电路在直流电源激励下的零状态响应——电容充电过程 图示电路电容原未充电，换路后电容从无电荷开始充电。 t=0时由于电容电压不变，电源电压全部加在电阻上，使i由零跃变为最大值，随着充电的进行，uC↗， uR 和i ↘，并逐渐衰减为零 , 过渡过程结束。电路进入新的稳态。 换路后由KVL方程及两元件伏安关系得 一阶线性常系数非齐次微分方程 由数学知识可知，该非齐次微分方程的解为 对应的齐次方程的通解 某特定时刻的特解。选 则 充电过程中，电源提供的能量一部分被电阻消耗掉，一部分被电容转化为电场能存储起来。 带入t=0时的初始条件  则微分方程的定解为 强制分量：是指该分量与输入的激励电源有相同的变化规律。自由分量：指该分量的变化规律与激励电源无关，均随时间按负指数规律衰减为零，衰减速度仅取决于与电路参数有关的时间常数值。稳态分量：指过渡过程结束后就稳定到这个分量值上。暂态分量：是指在过渡过程中暂时存在的分量，随着时间的延续，会衰减为零。 强制分量（稳态分量） 自由分量（暂态分量） 可见uC的表达式仅与两个要素有关，一个是uC的稳态值；另一个是时间常数?。 进一步可得充电电流 ?值是电容电压上升到新的稳态值的63.2%所需的时间， 值越小，过渡过程越短，上升越快，如图所示。 P [例9—9] 求 、 和 。 解：电容电压新的稳态值为 时间常数 得电容电压为 电容电流为 图示RL电路原处于零初始状态，换路后电感电流从零开始建立。 t=0时由于电感电流为零，使电阻电压也为零，使uL则由零跃变为最大值US，随着时间的推移，iL和uR ↗， uL下降并逐渐衰减为零 , 过渡过程结束。电路进入新的稳态。 电感电流建立过程中，电源提供的能量一部分被电阻消耗掉，一部分被电感转化为磁场能存储起来。 换路后的KVL方程及两元件的伏安关系为 一阶线性常系数非齐次微分方程 同理，该非齐次微分方程的通解为 带入t=0时的初始条件 则微分方程的定解为 可见iL的表达式仅与两个要素有关，一个是iL 的稳态值；另一个是时间常数?。 进一步可得电感电压 解 :电感电流的新稳态值为 时间常数为： 电感电流 电感电压 根据 KVL得 另一种解法：先求出换路后，从电感元件的a、b两端看去的戴维南等效电路，如图所示。 其a、b端的开路电压 等效电阻就是时间常数中的R 然后由上图可直接得到电感电流 图示RL电路原处于零初始状态，换路后由正弦电压源激励，电感电流从零开始建立。 电路微分方程是 解的形式为 带入t=0时的初始条件，确定待定常数A *