《电工电子技术教学课件》2.pptVIP

第2章 电路的暂态分析 电容电路 利用求三要素的方法求解过渡过程，称为暂态分析的三要素法。只要是一阶线性电路，就可以用三要素法。 三要素: ) ( ? f 稳态值 ---- 初始值 ---- ) 0 ( + f 时间常数---- ? )： ( t f 代表一阶电路中任一电压、电流函数。 1）一阶线性电路暂态分析的三要素法 一般表达式： ? t e f t f - + ? = f f + ? - )] ( ) 0 ( [ ) ( ) ( 2）三要素法进行暂态分析的步骤： 分别求初始值、稳态值、时间常数； 将以上结果代入过渡过程通用表达式； 画出过渡过程曲线（由初始值?稳态值，指数规律） 三要素的计算 求初始值f（0+）： (1)求换路前的 ) 0 ( - L i ) 0 ( - C u ， (2)根据换路定则得出： = ) 0 ( ) 0 ( - + L L i i ) 0 ( ) 0 ( - + = C C u u (3)根据换路后的等效电路，求未知的u(0+)， i(0+)。 (2) 根据电路的解题规律， 求换路后所求未知数的稳态值。 求稳态值f（?）： (1) 画出换路后的等效电路 （注意:在直流激励的情况 下,令C开路, L短路）； 例3 求图（a）的uC（?），图（b）的iL（ ? ）。 + - t=0 C 10V 4 k 3k 4k uc （a） t =0 L 2? 3? 3? 4mA L i （b） 原则: ? 要由换路后的电路结构和参数计算。 同一电路中各物理量的 ? 是一样的。 求时间常数 R0是换路后的电路中，从C两端看进去的戴维宁等效内阻 。 步骤: (1) 对于一阶RC电路，? =R0C ； R0C = ? Ed + - 2 1 // 0 R R R = C E + - t=0 C R1 R2 2 1 // 0 R R R = 例4 R0=R+R2 = ? R0 C 计算图示电路的时间常数。 t=0 IS R C R1 R2 0 R C Ed + - ( ) t u C 求： 已知：开关 S 原处于闭合状态，t = 0时打开。 E + _ 10V S C 1? R1 R2 3k 2k t =0 例5 解：用三要素法 1）初始值: 2）稳态值: 3）时间常数: ms 2 1 = = C R t ( ) V 10 = ? C u E = [ ] V 4 10 ) ( ) 0 ( ) ( ) ( 002 . 0 t t C C C C e e u u u t u - - + - = ￥ - + ￥ = t 4）代入 一般表达式: 终点10V 起点6V t u C 5）画波形图 * 第2章 电路的暂态分析 2.2 RC电路的暂态过程 2.3 一阶线性电路暂态分析的三要素法 2.4 RL电路的暂态过程 2.1 暂态过程及换路定则 理解电路中暂态过程产生的原因和换路定则的内容。 掌握一阶线性电路中初始值的求解。 理解用经典法分析一阶电路的步骤。 掌握一阶线性电路暂态分析的三要素法。 能够画出暂态响应的波形图。 本章学习目标 t E 稳态 暂态 旧稳态 新稳态 过渡过程 C 电路处于旧稳态 S R E + _ 开关S闭合 2.1 暂态过程及换路定则 电路处于新稳态 R E + _ 2.1.1 电路的暂态过程 1. 暂态过程 2. 暂态过程产生的条件和原因 (1) 电路有换路存在（如：电源的接通、断开、电路 参数改变等所有电路状态的改变） (2) 电路中存在储能元件（L或C） 条件 因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有电容的电路存在过渡过程。 E t 电容为储能元件，它储存的能量为电场能量 ，其大小为： 储能元件 E S R + _ C uC t 储能元件 电感电路 电感为储能元件，它储存的能量为磁场能量，其大小为： 因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有电感的电路存在过渡过程。 S R E + _ t=0 iL ※ 储能元件（L、C）的能量不能突变； ? P = ， P 不能等于 ?， dw dt ? 能量W不能突变。 电感 L 储存的磁场能量 ） （ 2 2 1 L L Li W = L W 不能突变 L i 不能突变 C W 不能突变 C u 不能突变 电容C存储的电场能量 ） （ 2 2 1 Cu Wc = 原因 若 发生突变， 不可能！ 所以电容电压不能突变 ※从电压电流关系分析 S R E + _ C i uC C C C u dt du RC u iR E + = + = S 闭合后，列回路电压方程： dt duC C i = d iL uL dt L = 同理，