电路第5章一阶电路分析2.pptVIP

电阻电路——静态、即时，激励响应VCR为代数方程 ，响应仅由激励引起;5-1 电容元件和电感元件;符号和特性曲线：;线性非时变电容元件的数学表达式： ;电容元件的电压电流关系 ;2. 电容是惯性元件;1. T0 时刻电容的初始电压, 2. 与 t t0 后电流作用的结果。;电压电流参考方向关联时，电容吸收功率;任意时刻t得到的总能量为;当C 0 时，w( t )不可能为负值，电容不可能放出多于它储存的能量，这说明电容是一种储能元件。 上式也可以理解为什么电容电压不能轻易跃变，因为电压的跃变要伴随储能的跃变，在电流有界的情况下，是不可能造成电场能发生跃变和电容电压发生跃变的。 ;例1 C =4F，其上电压如图(b)，试求iC(t), pC(t)和 wC(t),并画出波形。 ;;;uS;解：;uC;5-1-2 电感元件;线性电感——特性曲线是通过坐标原点一条直线，否则为非线性；非时变——特性曲线不随时间变化，否则为时变电感元件。;线性非时变电感元件的数学表达式： ;电感元件的电压电流关系 ;2. 电感是惯性元件;1. t0 时刻电感的初始电流; 2. t t0 后电压作用的结果.;电压电流参考方向关联时，电感吸收功率;任意时刻t电感的总能量为;当L 0 时，w( t )不可能为负值，电感不可能放出多于它储存的能量，这说明电感是一种储能元件。 上式也可以理解为什么电感电流不能轻易跃变，因为电流的跃变要伴随储能的跃变，在电压有界的情况下，是不可能造成磁场能发生跃变和电感电流发生跃变的。 ;例3 L=5?H，求电感电压u(t),并画出波形图。;;例4 L=5mH，求电感电流。并画出波形图。;解：; 当2st?3s时，u(t)=10mV，;u/mV; 实际电路中使用的电感线圈类型很多，电感线圈可以用一个电感或一个电感与电阻的串联作为它的电路模型。在工作频率很高的情况下，还需要增加一个电容来构成线圈的电路模型，如下图所示。 ;电容器除了标明容量外，还须说明它的工作电压，电解电容还须标明极性。漏电很小，工作电压低时，可用一个电容作为它的电路模型。当漏电不能忽略时，需用一个电阻与电容的并联作为电路模型。工作频率很高时，还需要增加一个电感来构成它的电路模型,如下图 ;电阻，电容和电感是三种最基本的电路元件。它们是用两个电路变量之间的关系来定义的：电压和电流间存在确定关系的元件是电阻元件；电荷和电压间存在确定关系的元件是电容元件；磁链和电流间存在确定关系的元件是电感元件。这些关系从下图可以清楚看到。;5－2 换路定则及初始值计算;瞬态分析（动态分析）：分析动态电路从换路开始直至进入稳态全过程的电压及电流的变化规律。;换路定则(或开闭定理)： 1.　若电容中电流不为无穷大，则电容电压不会跳变，即: uC(0 +)= uC(0 -)； 2.　若电感中电压不为无穷大，则电感电流不会跳变，即: iL(0 +) ＝i L(0 -) 。;说 明：;元　件　　电　容　　　电　感;初始值的计算：;例５ 开关闭合已久,求电容初始值uC(0+) ;开关断开时，在电阻R2和R3不为零的情况下，电容电流为有限值，电容电压不能跃变，即： ;例6 开关闭合前电路已稳定,uS = 10V, R1=30?, R2=20?, R3=40?。求开关闭合时各电压、电流的初始值 .;由于t0时电路已稳定,电感看作短路，电容看作开路，作t=0-等效图;R1;R1;R1;例7 开关打开前电路已稳定, 求初始值;t0时电路已稳定,电感看作短路，电容看作开路，作t=0-等效图;(2)由换路定则， ,作t =0+等效图; + uC (0+) -;例8 原电路已稳定,uS = 10V, R1=2?, R2=3?, C=0.1F,L=0.1H。求开关打开时各电压、电流的初始值;可得：;(2)由换路定则，得： ;思考：换路时，电容电流、电感电压、电阻电流及电压有无跳变？;例9 图(a)电路中的开关闭合已久，t=0时断开开关，试求开关转换前和转后瞬间的电容电压和电容电流。 ;开关断开后如图(b)。电压源对电容不再起作用，由于t=0时刻电容电流有界，电容电压不能跃变，由此得;5-3 一阶电路的零输入响应 ;开关转换前，电容电压已经达到U0。换路后如图(b)所示。由换路定则得 ;电阻和电容的VCR得： ;特征根： ;各电压电流均以相同的指数规律变化，变化的快慢取决于R和C的乘积。 令? =RC，? 具有时间的量纲，故称它为RC电路的时间常数。 ;电压的变化与时间常数的关系。;RC电路零输入响应的波形曲线 ;时间常数在曲线上的意