m第3章 电路的暂态分析.pptVIP

本章教学要求： 电路暂态分析的内容 一、电阻元件：消耗电能转换为热能（电阻性） 三、电容元件 一、RC电路的零输入响应 (2) 解方程： 3、电路的时间常数 三、RC电路的全响应 3.4 一阶线性电路暂态分析的三要素法 3.5 微分电路和积分电路 一、 微分电路 2. 分析 二、积分电路 3.波形 3.6 RL电路的响应 一、 RL 电路的零输入响应 3、 RL直接从直流电源断开的问题 二、RL电路的零状态响应 三、RL电路的全响应 经典法步骤: 1. 根据换路后的电路列微分方程 2. 求特解（稳态分量） 3. 求齐次方程的通解(暂态分量） 4. 由电路的初始值确定积分常数 对于复杂一些的电路，可由戴维宁定理将储 能元件以外的电路化简为一个电动势和内阻 串联的简单电路，然后利用经典法的结论。 例3.3.2 已知U=9V, R1=6k , R2=3k , C=1000pF, ，求S闭合后的 解：等效电路中 2、电路分析 1、全响应——电源激励、储能元件的初始能量均不 为零时，电路中的响应。 根据叠加定理 全响应 = 零输入响应 + 零状态响应 uC (0 -) = U0 s R U + _ C + _ i uC (1) 列 KVL方程 因为换路后的电路与零状态响应的电路相同，所以微分方程相同。 但电路的初始条件不同，通解中的积分常数A不同。 解得 稳态分量 零输入响应 零状态响应 暂态分量 结论2： 全响应 = 稳态分量 +暂态分量 全响应 结论1： 全响应 = 零输入响应 + 零状态响应 稳态值 初始值 例3.3.3 稳态值 初始值 1、一阶线性电路——仅含一个储能元件或可等效为一个储能元件的线性电路, 且由一阶微分方程描述 据经典法推导结果 全响应 uC (0 -) = Uo s R U + _ C + _ i uc 2、一阶线性电路的响应 ：代表一阶电路中任一电压、电流函数 式中, 初始值 -- （三要素） 稳态值 -- 时间常数 ? -- 在直流电源激励的情况下，一阶线性电路微分方 程解的通用表达式： 利用求三要素的方法求解暂态过程，称为三要素法。 一阶电路的响应（电压或电流）都可用三要素法求解。 3、三要素法求解暂态过程的要点 终点 起点 (1) 求初始值、稳态值、时间常数； (3) 画出暂态电路电压、电流随时间变化的曲线。 (2) 将求得的三要素结果代入暂态过程通用表达式； t f(t) O 例3.4.2 求换路后的 和 。设 。 （1）初始值 （2）稳态值 （3）时间常数 微分电路与积分电路——矩形脉冲激励下的RC电路。 若选取不同的时间常数，可构成输出电压波形与输入电压波形之间的特定（微分或积分）的关系。 1. 电路 条件： (2) 输出电压从电阻R端取出 T t U 0 tp C R + _ + _ + _ 由KVL定律 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 0 t 0 C R + _ + _ + _ 条件 (2) 电压从电容器两端输出。 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 2、 电路分析 (1) 的变化规律 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 + - + - 1、 RL 电路的零输入响应—— (2) 变化曲线 O O -U U U + - S R L 2 1 t=0 + - + - τ (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 t=0 + - + - U + - S R L 2 1 t=0 + - + - V iL跃变！ (2) 解决措施 2) 接续流二极管 VD 1) 接放电电阻 L U + - S R t=0 + - + - VD U + - S R L t=0 + - + - U + - S R L t=0 + - + - 2、 电路分析 1、 RL 电路的零输入响应—— 1. 变化规律 + - R2 R1 4? 6? U 12V t=0-时等效电路 t=0 12V + - R1 L S 1H U 6? R2 3? 4? R3 + - 2、 电路分析 1、 RL 电路的全响应—— * 第3章 电路的暂态分析 3.1 电阻元件、电感元件与电容元件 3.3 RC电路的响应 3.4 一阶线性电路暂态分析的