电路的暂态分析武汉理工大学电工学.pptVIP

教学要求： 电路暂态分析的内容 电容元件 3.2 换路定则与电压和电流初始值的确定 1. 电路中产生暂态过程的原因 2. 换路定则 暂态过程的初始值 暂态过程初始值的确定 例1． 暂态过程初始值的确定 例1: 例2： 例2： 例2： 例2： 例 试确定如图电路在开关S闭合后的初始值。 例 则 t = 0+ 时刻 3.3 RC电路的响应 RC电路的零输入响应 (2) 解方程： 4. 时间常数 例 已知S闭合前电路已处于稳定状态，R1=R2=50Ω，R3=100Ω，C=0.02F。试求在t=0时，S断开后的uC（t）和i3（t） RC电路的全响应 3.4 一阶线性电路暂态分析的三要素法 例1： 例2： 3.5 微分电路和积分电路 微分电路 2. 分析 积分电路 3.波形 3.6 RL电路的响应 RL 电路的零输入响应 2. RL直接从直流电源断开 RL电路的零状态响应 RL电路的全响应 由KVL定律 由公式可知 输出电压近似与输入电 压对时间的微分成正比。 3. 波形 t t1 U tp O t O C R + _ + _ + _ 不同τ时的u2波形 τ=0.05tp τ=10tp τ=0.2tp 应用: 用于波形变换, 作为触发信号。 U T 2T t U U T 2T t 2T T t U 2T T U t T/2 tp t T 2T C R + _ + _ + _ 条件 (2) 从电容器两端输出。 由图： 1. 电路 输出电压与输入电 压近似成积分关系。 2. 分析 T t U 0 tp C R + _ + _ + _ t2 U t t1 t t2 t1 U t t2 t1 U 用作示波器的扫描锯齿波电压 应用: u1 1. RL 短接 (1) 的变化规律 (三要素公式) 1) 确定初始值 2) 确定稳态值 3) 确定电路的时间常数 U + - S R L 2 1 t=0 + - + - (2) 变化曲线 O O -U U U + - S R L 2 1 t=0 + - + - (1) 可能产生的现象 1)刀闸处产生电弧 2)电压表瞬间过电压 U + - S R L 2 1 t=0 + - + - U + - S R L 2 1 t=0 + - + - V (2) 解决措施 2) 接续流二极管 VD 1) 接放电电阻 VD U + - S R L 2 1 t=0 + - + - U + - S R L 2 1 t=0 + - + - 图示电路中, RL是发电机的励磁绕组，其电感较大。Rf是调节励磁电流用的。当将电源开关断开时，为了不至由于励磁线圈所储的磁能消失过快而烧坏开关触头，往往用一个泄放电阻R′ 与线圈联接。开关接通R′同时将电源断开。经过一段时间后，再将开关扳到 3的位置，此时电路完全断开。 例: (1) R′=1000?, 试求开关S由1合 向2瞬间线圈两端的电压uRL。 电路稳态时S由1合向2。 (2) 在(1)中, 若使U不超过220V, 则泄放电阻R′应选多大？ U L RF + _ R R′ 1 S 2 3 i 代入上式得 换路前电路已处稳态 t =0时开关 , 电容C 经电阻R 放电 一阶线性常系数 齐次微分方程 (1) 列 KVL方程 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。 图示电路 实质：RC电路的放电过程 + - S R U 2 1 + – + – 特征方程 由初始值确定积分常数 A 齐次微分方程的通解： 电容电压 uC 从初始值按指数规律衰减， 衰减的快慢由RC 决定。 (3) 电容电压 uC 的变化规律 电阻电压： 放电电流 电容电压 2. 电流及电阻电压的变化规律 3. 、 、 变化曲线 t O (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 当 t =5? 时，过渡过程基本结束，uC达到稳态值。 (3) 暂态时间 理论上认为 、 电路达稳态 工程上认为 ~ 、 电容放电基本结束。 t 0.368U 0.135U 0.050U 0.018U 0.007U 0.0