第6章动态电路的时域分析法.pptVIP

第六章 动态电路的时域分析法 学 习 目 标 理解动态元件L、C的特性，并能熟练应用于电路分析。 深刻理解零输入响应、零状态响应、暂态响应、稳态响应的含义，并掌握它们的分析计算方法 。 弄懂动态电路方程的建立及解法。 熟练掌握输入为直流信号激励下的一阶电路的三要素分析法。 电容元件和电感元件 电容元件 电容器是一种能储存电荷的器件,电容元件是电容器的理想化模型。 图6.1-1（a）中开关闭合前电压 U为16 V，闭合后为14.4V，电压的变化在瞬间完成。 (1)在换路后的一瞬间从t=0_到t=0+，电路中的电感电流（或磁链）一般不能突变。即： 3、 例：求图6.1-4(a)中各支路电流的初始值。 解：（1）由换路前的稳态电路求得电容电压uC(0_)及电感电流iL(0_)的值。此时电容看作开路，电感看作短路（如图6.1-4 (b)。 分析该图得： (3) 以电压值等于4.8V的理想电压源替代原电路中的电容元件，以电流值等于0.8A的理想电流源替代原电路的电感元件，画出t=0+时的等效电路如图6.1-4 (c)所示。 分析该电路： 对节点a列KCL方程得：iL1(0+)=iL2(0+)+iC(0+) iC(0+)=0 对图示回路列LVL方程得：15i2(0+)=10i1(0+)+16 说明：（1）通过分析知，电容上的电压在t=0_和t=0+时是相等的，没有发生突变，但电流i在t=0_时为零，到t=0+时为R0Is/R，发生了突变。 （2）动态过程的长短由时间常数τ=RC 的大小决定，RC越大，动态过程越长。 例：已知下图中R1=9Ω;R2=4Ω;R3=8Ω;R4=3Ω;R5=1Ω,电路原来稳定，t=0时开关打开，求t≥0时的 。 解: t=0时开关打开,电路为零输入,可得等效电路如图（b）所示 例：下图中，在t=0时，开关闭合，求开关闭合后的 及 解：电路的初始状态为零，所以电路属于零状态响应。 时间常数τ=L/R=10/5=2s Answer of homework （NO.4） 2-14/（d）电压源66V I0Ω 电流源6.6A I0Ω; 2-14/（e）电压源30V -I0Ω 电流源3A -I0Ω 2-15/(a) 1.58Ω; 2-15/(b) -6Ω(注：受控电流源的电流方向向下) 2-18 3.3A 69.7W 2-19 1.6Ω 25mW 6-2/(a) 15V, -3A,5A; (b) 10/3A,5/3A 6-4(b) -1A,900A/s 6-7 70.71e-0.5776tmA 6-9 临界阻尼情况时响应的波形如图 6.7-3所示 图 6.7-3 临界阻尼情况时储能不做振荡变化，为非振荡性质。它的波形图处于振荡和非振荡之间，所以称为临界阻尼情况。 （3） （欠阻尼——震荡放电过程） 欠阻尼情况时响应的波形如图 6.7-4所示 图 6.7-4 从波形图看出，欠阻尼的特点是能量在电容与电感之间交换，形成衰减振荡，电阻越小，单位时间消耗的能量越少，曲线衰减越慢。 （1） （过阻尼——非震荡放电过程） 6.7.2 GLC并联电路的分析 GLC并联电路如图6.7-5所示 由对偶关系得： （2） （临界阻尼） （3） （欠阻尼——震荡放电过程） 齐次方程的特征根为： 图6.7-5 小 结 (1) 含有动态元件L、C的电路是动态电路，其伏 安关 系是微分或积分关系。 电容C: 电容L: 换路定律是指：电容电流和电感电压不能跃变： 即 uC(0+)=uC(0-) iL(0+)=iL(0-) （3）零输入响应：当外加激励为零，仅有动态元 件初始储能所产生所激发的响应。 零输入响应：电路的初始储能为零仅由输入 产生的响应。 全响应：由电路的初始状态和外加激励共同作 用而产生的响应，叫全响应。