电路考前复习第4讲.pptVIP

1 2 3 本章中心内容 第四章 § 4-1 § 4-1 § 4-1 § 4-1 § 4-1 § 4-1 § 4-1 § 4-2 § 4-2 § 4-2 § 4-3 § 4-3 § 4-3 § 4-3 § 4-3 § 4-3 § 4-3 § 4-3 § 4-3 § 4-3 § 4-3 § 4-3 § 4-3 § 4-4 § 4-4 § 4-4 § 4-4 § 4-4 § 4-4 § 4-5 § 4-5 § 4-5 § 4-5 § 4-5 § 4-5 § 4-5 § 4-5 § 4-5 § 4-5 § 4-5 § 4-5 § 4-5 § 4-5 § 4-5 本章学习要求 掌握电容元件和电感元件的定义、基本性质及其伏安关系和能量的计算。 理解动态元件、动态电路、暂态过程（过渡过程）及电路的暂态和稳态的概念。 掌握换路定则的应用和一阶电路初始值的计算。 掌握一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应的分析方法,理解时间常数的物理意义；掌握应用三要素法分析一阶电路的暂态过程。 了解二阶电路的零输入响应的分析方法，理解RLC电路过阻尼、临界阻尼、欠阻尼、三种工作状态。 (2) 求稳态值uC (∞) 作换路后t=∞时的等效电路如图 (c)， (3)求时间常数τ τ=ReqC，Req为换路后从电容两端看进去的戴维南等效电阻。其等效电路如图(d)所示， (d) (c) (a) § 4-5 求得 求得 (4)求uC、iC 将uC (0+)=2V、uC (∞)=–2V和τ=1s代入“快速公式” ，得 则 绘出uC、iC的波形如图(e)所示。 (e) 解 (1) 求初始值i(0+) 、uL(0+) 作t=0+时的电路如图 (b)所示 。 (a) (b) 根据换路定则，得 iL (0+)= iL(0-) =2A 例2 如图(a)所示，开关合在1时电路已经稳定。t=0时，开关由1合向2，用三要素法求t≥0时的i和uL。 开关在1位置时，电流iL(0-) 为 可求得 i (0+)= (2-2)A=0 电感代之以短路 电感代之以电流源 作换路后t=∞时的等效电路如图(c)。 (3)求时间常数τ 换路后从电感两端看进去的电路如图(d)所示。 (d) (c) (a) (2) 求稳态值i(∞) 、uL(∞) 求得 求得 电感代之以短路 (4)求i 、uL 将i (0+)、i (∞) 和uL (0+)、uL (∞)及τ代入“快速公式”，可得 解 (1) 求初始值uC(0+) 换路后至稳态的等效电路如图 (b) 。 (a) (b) 根据换路定则，得 例3 如图(a)所示，已知Us=10V，R1=R2=4Ω，R3=2Ω，C=1F，uC (0-)=0。t=0时，开关S闭合，用三要素法求t≥0时的电压uC。 (2) 求稳态值uC(∞) 列节点电压方程，得 电容代之以开路 解方程求得 求Req的等效电路如图(c)所示。 (c) (b) 故得 (3)求时间常数τ 时间常数 故 则 用外加电压法求Req 独立源置零：电压源短路 外加电压 (4)求uC 将uC (0+)、 uC(∞) 和τ代入“快速公式”可得 对于t=2τ，t=3τ，t=4τ…时刻的电容电压值，可以计算得出 ◆在理论上要经过无限长的时间uC才能衰减为零值。但是在工程上，一般经过3τ~5τ的时间就可以认为零输入响应衰减到零，暂态过程结朿。 例 在图(a)所示电路中，开关S原在位置1，且电路已达稳态。t=0时开关由1合向2，试求t 0时的uC、i，并画出它们的波形。 (a) 解 本例在t 0 后是零输入响应[见图(b)]，因此，可以利用零输入响应分析结论来求解，毋需列写和求解微分方程。 (b) 在开关S由1合向2前，即换路前，电路已处于直流稳态，故电容电流为零，电容相当于开路，由图(a)可求得 根据换路定则可知 换路后[见图(b)]，电容通过电阻R1、R2放电，由于R1、R2为并联，设从电容两端看进去的电路的等效电阻为R′，有 (b) 则时间常数 可得 uC、i 随时间变化的曲线如图(c)所示。 (c) uC是连续的，不能跃变 i跃变了 二、RL电路的零输入响应 如图所示RL电路中，开关S动作前，电路已达直流稳态，电感L中有电流 ◆换路前电感已储存了磁场能量。当开关闭合后，电感储存的能量将通过电阻以热能的形式释放出来，直到其电流iL等于零。 1、动态电路的方程 设t=0时，开关