动态电路分析【PPT课件】.pptVIP

例如在图7-6 RC串联电路中,若S闭合前电容没有储能, =0, S闭合后电源对电容充电, =US, 。 (7-10) 电容C越大,电容中所要存储的电荷越多,所需的充电时间也就越长,而电阻R越大,充电电流越小,充电的时间也越长,因此过渡过程进展的速度取决于电阻R和电容C的 乘积,即时间常数 。时间常数越大,则电压uC上升得越 慢:反之时间常数 越小,则电压uC上升得越快,如图7-11所示。由图中可看出当 时 ,电容电压uC才充到US,过渡过程才结束,但由式(7-10)可算出 当 时,uC=0.950US 当 时,uC=0.982US 当 时,uC=0.993US 所以工程上一般认为,当t=(3~5) 时,过渡过程已基本结束。 * 图7-11 不同 值下 图7-11 不同τ值下uC变化的曲线 图7-12 例7.6图 * 下面举例说明如何利用三要素法计算直流一阶电路的全响应。 [例7.6]电路如图7-12所示, 已知US1 =20V,US2 =10V,R1=10kΩ,R2=20kΩ,C=10μF,时S由1打向2,试用三要素法求换路后的i2、iC和UC,并画出它们的响应曲线。 解:(1)求初始值。 V (2)求稳态值。电路达到稳态后电容可看做开路,所以 uC(∞)= US2 =10V * (3)求时间常数。 τ=R2C =20×103×10×10-6=0.2s (4)根据三要素公式,得 图7-13画出了i2、i3和uC随时间变化的曲线,由曲线可以看出, i2、iC和uC都是按照同样的指数规律从它们各自的初始值逐渐过渡到稳态值的。 * (a)uC (b) i2 、iC 图7-13 uC 、i2和iC随时间变化的曲线 (b) 、 * [例7.7]电路如图7-14所示, 已知IS =2A,R1=10Ω,R2=20Ω,L=1H。试用三要素法求S闭合后的i2、iL和uL。 解: (1)求初始值 * (2)求稳态值。 电路稳定时电感相当于短路,所以 V (3)求时间常数。 (4)根据三要素公式,得 * 动态电路分析 在第一章中我们已经学习了电容和电感这两种元件,由于它们的伏安关系为微分或积分关系,故常称为动态元件,含有动态元件的电路称为动态电路。前面第三章我们已经接触了由电容、电感组成的动态电路,但其中所研究的都是电路工作在稳定状态的情况,在这一章我们主要研究的是当动态电路的结构或元件的参数发生变化时,电路中各元件的电流、电压的变化规律。 7.1换路定律 7.1.1换路的概念及过渡过程 当电路的结构或元件的参数发生变化所引起的电路变化,统称为换路,例如电路的接通或断开、电源的突然变化等均叫换路。 换路前后电路的工作状态通常都是不一样的,在图7-1所示电路中,在开关S打向2之前,电路已稳定,电容C已充有电压uC=US,没有电流流过电