电工学第1章节课件.pptVIP

1.4 电源有载工作、开路与短路 1.6 电阻串联与并联 1.6.2 电阻的并联 1.9 电压源与电流源及其等效变换 1.9.1 电压源 理想电压源（恒压源） 1.9.2 电流源 理想电流源（恒流源) 1.9.3 电压源与电流源的等效变换 例1: 1.7 支路电流法 1.8 叠加原理 例1： 1.10戴维宁定理 例1： 例1： 1.12.4 RL电路的暂态分析 1、RL 电路的零输入响应 2、RL电路的零状态响应 3、 RL电路的全响应 解：(3) 画出等效电路求电流I3 例1：电路如图，已知E1=40V，E2=20V，R1=R2=4?，R3=13 ?，试用戴维宁定理求电流I3。 E1 I1 E2 I2 R2 I3 R3 + – R1 + – a b E R0 + _ R3 a b I3 1. 电阻元件 1.12.1 电阻元件、电感元件和电容元件 i u + _ R R = u i 电阻元件的参数： 将 u = Ri 两边同乘以 i ，并积分之，则得： R是耗能元件 电阻对电流有阻碍作用 1.12 电路的暂态分析 i 安(A) 韦伯(Wb) 亨利(H) N 电感元件的参数： + – u ? 2. 电感元件 ? L = i N? 感应电动势为： d? dt eL = N di dt = L L + – u i – eL + 电感或自感 P 0, L 把电能转换为磁场能，吸收功率。 P 0, L 把磁场能转换为电能，放出功率。 根据 KVL 可写得： 电压电流关系： L + – u i – eL + 即： 瞬时功率 储存的磁场能 L 是储能元件 直流时，L相当于短路 伏(V) 库仑(C) 法拉(F) 3. 电容元件 电容元件的参数： i u + – C 当通过电容的电荷量q或电压u发生变化时，则在电路中引起电流： 储存的电场能： C 是储能元件 直流时，C相当于开路 1.12.2 储能元件和换路定则 1. 电路中产生暂态过程的原因 产生暂态过程的必要条件： 换路: 电路状态的改变。如： 电路接通、切断、 短路、电压改变或参数改变。 电路中含有储能元件 (内因)； 电路发生换路 (外因)； ∵ L储能： 不能突变 C u \ ∵ C 储能： 产生暂态过程的原因： 由于物体所具有的能量不能跃变而造成， 在换路瞬间储能元件的能量也不能跃变。 若 发生突变， 不可能！ 一般电路 则 电容电路： 换路定则仅用于换路瞬间来确定暂态过程中 uC、iL初始值。 设：t=0 — 表示换路瞬间 (定为计时起点) t=0-— 表示换路前的终了瞬间 t=0+— 表示换路后的初始瞬间（初始值） 2. 换路定则 电感电路： 注意 1、 零状态响应 零状态响应: 储能元件的初始能量为零， 仅由电源激励所产生的电路的响应。 uC (0 -) = 0 s R U + _ C + _ i uC 1.12.3 RC电路的暂态分析 一阶线性常系数 非齐次微分方程 (方程的通解 =方程的特解 + 对应齐次方程的通解) 1. uC的变化规律 (1) 列 KVL方程 uC (0 -) = 0 s R U + _ C + _ i uc (2) 解方程 求得： 微分方程的通解为： 确定积分常数A： 根据换路定则在 t=0+时， (3) 电容电压 uC 的变化规律 3. 、 变化曲线 t 当 t = ? 时， ? 表示电容电压 uC 从初始值上升到稳态值的63.2% 时所需的时间。 2. 电流 iC 的变化规律 4. 时间常数 ? 的物理意义 ? U 1）电容电压 uC 的变化规律(t ? 0) 零输入响应: 无电源激励, 输 入信号为零, 仅由电容元件的 初始储能所产生的电路的响应。 2、零输入响应 + - S R U 2 1 + – + – 2）电流及电阻电压的变化规律 电阻电压 放电电流 电容电压 t O 3） 、 、 变化曲线 4）时间常数 (2) 物理意义 令: 单位: S (1) 量纲 当 时 时间常数 ? 决定电路暂态过程变化的快慢 时间常数 等于电压 衰减到初始值U0 的 所需的时间。 0.368U 越大，曲线变化越慢， 达到稳态所需要的时间越长。 时间常数 的物理意义 U t 0 uc 3、RC电路的全响应 全响应: 电源激励、储能元件的初始能量均不为零时，电路中的响应。 根据叠加定理： 全响应 = 零输入响应 + 零状态响应 uC (0 -) = U0 s R U + _ C + _ i uC