第三章一阶电路暂态响应.pptVIP

第三章 一阶电路暂态响应;日常生活中的暂态现象; 在电路中也同样存在过渡过程，当电路换路时，即电源的突然接通或切断，电源瞬时值的突然改变，某个元件的突然接入或拆除等，都会引起一个过渡过程。;电路中暂态产生的原因;换路定则内容; 对于线性电路，元件L、C均为常数，所以当换路时，WL不能跃变，则其电感中的电流iL不能跃变；WC不能跃变，则其电容上的电压uc不能跃变，所以通常换路定则又表示为：; 如果换路发生在任意时刻t=T，则换路定则表达式为：;电路中初始值的确定;初始值确定举例;根据t=0–时的等效电路及换路定则便可计算出电容电压初始值为:; 例2：如图 2所示电路，计算开关S闭合后各元件的电压和各支路电流的初始值。开关闭合前电容电压为零值。 ;t=0+电路; 例3 在图3所示电路中，已知：R1=4Ω，R2=6Ω，R3=3Ω，C=0.1μF，L=1mH，US=36V，开关S闭合已经很长时间，在t=0时将开关S断开，试求电路中各变量的初始值。; 求出uC(0-)和iL(0-);由此计算出t=0+时，电路中各量的初始值如下表所示。;例4. 电路如图4所示，求开关s闭合瞬间(t＝0+)各元件中的电流及其两端电压，当电路到达稳态时又各等于多少?设t＝0-时，电路中的储能元件均未储能。;画出t=0+时的等效电路如下图4a所示;;由此可见;3.2 一阶电路的暂态响应分析;一阶电路的暂态响应分析;——对应其次方程的通解;对非齐次方程：;将初始条件uc(0+)代入方程：;其中;; 从曲线可见：时间常数τ的物理意义是电容电压从初始值上升到稳态值的63.2%所需的时间，或者电阻电压或电流衰减到初始值的36.8%所需的时间。; 从理论上讲：只有t→ ∞ ，曲线才趋于稳态值，但是由于指数曲线起始部分变化快，后面变化慢，所以，在实际中取 t=5τ 认为暂态过程基本结束 。;在下图（a)所示电路中，当开关S处于位置2，且电路已处于稳态后，将开关S打向位置1，也会引起电路的一个暂态响应。这种无外加电源激励，而由储能元件的初始储能引起的暂态响应，称为零输入响应。;(a);3.3 三要素公式;;例题分析;;; 例2：在图示电路中开关s原先合在l上，电路已处于稳态．L=1H,在t＝0时将开关从l端打向2端，试求换路???i1 i2，iL及uL的值。 ;;;例3. 在图示电路中,开关长期合在位置1上,如在t=0时把它合到位置2后，试求电容元件上的电压uc。已知：R1=1K?，R2=2K?，C=3?F， 电压源U1=3V和U2=5V。;（3）确定电路的时间常数;例4 图示电路中,Us=40V, R=2k?, L=1H, 电压表的内阻Rv=600K?,开关S断开前，电路处于稳态。在t=0时，断开开关S。求：断开S瞬间，电压表的读数，即求V(0+)=？以及t?0时，uL的变化规律。 ;（2）据KVL定律，可求出t=0+时刻，电感两端的电压为 ;又; 可见，该电路在开关断开瞬间，将有高达万伏以上的电压加在电压表上或线圈（即R、L串联）两端。若不加保护措施，很容易损坏电压表或在开关触头间产生电弧而烧坏开关。为防止此类事故的发生，可以在电感很大的线圈两端并联一个反向连接的二极管如图 (c)所示。当开关S断开时，可以给电感线圈提供放电回路。电流通过二极管时，其管压降约为0.7V左右，限制了线圈或测量仪表两端的电压，从而避免了高（过）电压的产生。此二极管称为续流二极管。;3.4 一阶电路的矩形波响应;微分电路条件;积分电路条件;小结;本章作业 P129