第5章 电路及暂态分析.pptVIP

第5章 电路的暂态分析 一阶电路、二阶电路 零输入响应、零状态响应、全响应 三要素分析法 阶跃响应 初始值的计算 t = 0+电压、电流值称为初始值 举例 举例 举例 举例： 5.1.1 求图示电路中各支路电流及电感电压的初始值，设换路前电路处于稳态。 举例： 5.1.1 求图示电路中各支路电流及电感电压的初始值，设换路前电路处于稳态。 5.2 一阶电路的零输入响应 一阶电路:用一阶微分方程来描述它们的过渡过程 RC电路的零输入响应 举例: 5.2.1 图示电路中,S合上前电路已处于稳态,求t≥0时的uC(t)、iC(t)和i 。 RL电路的零输入响应 举例: 5.2.2 图示电路为发电机励磁绕组的测量电路。已知绕阻的电感L=8.4H，直流电压表读数为100V，内阻RV=5kΩ，电流表读数为200A。求开关S打开后电压表承受的电压u。 作业 P153：5.2、5.4、 5.3 一阶电路的零状态响应 零状态响应： uC=0或iL=0 5.4 一阶电路的全响应及三要素分析法 三要素分析法 三要素分析法的一般步骤 求f(0＋) 举例 举例 举例 举例 举例：5.4.3 P154 5.8 5.10 5.5 一阶电路的阶跃响应 阶跃函数 延迟的阶跃函数 f (t)?(t)的意义 阶跃响应 举例：5.5.1 举例：5.5.1 二阶电路的零输入响应 二阶微分方程描述的电路称为二阶电路 解的形式 阶跃响应是输入为单位阶跃函数的零状态响应。 如图所示的阶跃响应为：用三要素法有 单位阶跃响应用s(t)表示： 阶跃激励U0ε(t)的零状态响应为 激励U0ε(t-t0)的零状态响应为 在图示电路中，uC(0)=0 ，求uC(t)，并画出波形。 方法一：分段三要素法求解。 电路的响应为零状态响应 电路的响应为零输入响应 方法二：利用阶跃响应求解。 解： 阶跃电压12ε(t)的零状态响应为 阶跃电压-12ε(t -t1)的零状态响应为 电路的总响应为 由KVL： 特征方程 ： LCp2+RCp+1`=0 * 电路与 模拟电 子技术 上一页 下一页 长江大学 长江大学 * 返回主目录 换路定则 5.1 换路定则及初始值的计算 换路：指电路中的开关作用、参数变化等。 t = 0-换路前一瞬间, t = 0+换路后一瞬间, 能量不能突变，只能连续变化 uC连续变化 uC(0+)= uC(0-) iL连续变化 iL(0+)=iL(0-) 换路定则 初始值 计算步骤 用换路定律确定 uC(0+), i L(0+)； 用初态等效电路确定其它变量的初始值。 电容的初态等效电路 短 路 电感的初态等效电路 开 路 如图所示电路原处于稳态，t=0时开关S突然打开。则 uL(0+)=_____V。 由初态等效电路可知： + - 3V 1? 2? 3H + - uL S + - 3V 1? 2? + - uL(0+) 3A - 6 如图所示电路原处于稳态，t=0时开关S合上。则 u(0+)=_____V。 由初态等效电路可知： 2 + - 9V 3? 4? 2H + - u 2? + - 6V S + - 6V 4? + - u(0+) 1A 3? 如图所示电路原处于稳态，t=0 时开关 S 合上。则 i(0+)=_____A。 由初态等效电路可知： 2 + - 60V 5? 1H i 10? 1F 1F S 4A + - 10V + - 10V 初态等效电路 解： ⑴作ｔ＝0 -时的等效电路 ⑵ｕC(0＋)＝ｕC(0-)＝4Ｖ 　ｉL(0＋)＝ｉL(0-)＝1Ａ 解： ⑶作ｔ＝0＋时的等效电路 4V 1A 代入数据得： 解之得 RC电路的零输入响应 电容的伏安关系为 电路方程为 方程的解为 uC(t)=USe-t/RC t≥0 由换路定则：uC(0+)=uC(0-)=US 换路后的电路方程为：uC-iR=0 t≥0 时间常数定义为： 一般认为经过(3~5)τ后，过度过程即已结束 RC一阶电路的零输入响应的一般形式可记为 t≥0 解： t≥0时的等效电路如图 示， 由换路定则得iL(0+)=iL(0-)=IS 换路后的电路方程为 uL+RiL=0 RL电路的时间常数为 RL一阶电路零输入响应的一般为形式为 一阶电路零输入响应的一般形式为 t≥0 t≥0 t≥0 解： i(0+)=i(0-)=200A Rm称为灭磁电阻，开关S,和S一起动作，这时,u(0+)=-i(0+)Rm//RV, 如Rm取2Ω，则: S闭合后