电工技术 第三章幻灯片.pptVIP

第3章 电路的暂态分析 本章要求 3.1.3 电容元件 3.2 储能元件和换路定则 1.电路中产生暂态过程的原因 3.2 储能元件和换路定则 2.换路定则 [例 1] 3.3 RC电路的响应 3.3.1 RC电路的零输入响应 (2) 解方程： 4.时间常数 3.3.3 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： 3.5 微分电路和积分电路 3.5.1 微分电路 2. 分析 3.5.2 积分电路 3.波形 3.6 RL电路的响应 3.6.1 RL 电路的零输入响应 2. RL直接从直流电源断开 3.6 .2 RL电路的零状态响应 3.6.3 RL电路的全响应 电路响应的变化曲线 t O t O t O t O 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 求换路后电路中的电压和电流 ，其中电容 C 视为开路, 电感L视为短路，即求解直流电阻性电路中的电压和电流。 (1) 稳态值 的计算 响应中“三要素”的确定 例： uC + - t=0 C 10V 5k? 1? F S 5k? + - t =0 3? 6? 6? 6mA S 1H 1) 由t=0- 电路求 2) 根据换路定则求出 3) 由t=0+时的电路，求所需其它各量的 或 在换路瞬间 t =(0+) 的等效电路中 电容元件视为短路。 其值等于 (1) 若 电容元件用恒压源代替， 其值等于I0 , , 电感元件视为开路。 (2) 若 , 电感元件用恒流源代替 ， 注意： (2) 初始值 的计算 1) 对于简单的一阶电路 ，R0=R ; 2) 对于较复杂的一阶电路， R0为换路后的电路 除去电源和储能元件后，在储能元件两端所求得的 无源二端网络的等效电阻。 (3) 时间常数? 的计算 对于一阶RC电路 对于一阶RL电路 注意： 若不画 t =(0+) 的等效电路，则在所列 t =0+ 时的方程中应有 uC = uC( 0+)、iL = iL ( 0+)。 R0 U0 + - C R0 R0的计算类似于应用戴维宁定理解题时计算电路等效电阻的方法。即从储能元件两端看进去的等效电阻，如图所示。 R1 R2 R3 R1 U + - t=0 C R2 R3 S 用三要素法求解 解： 电路如图，t=0时合上开关S，合S前电路已处于 稳态。试求电容电压 和电流 、 。 (1)确定初始值 由t=0-电路可求得 由换路定则 应用举例 t=0-等效电路 9mA + - 6k? R S 9mA 6k? 2?F 3k? t=0 + - C R (2) 确定稳态值 由换路后电路求稳态值 (3) 由换路后电路求 时间常数 ? t?∞电路 9mA + - 6k? R 3k? t=0-等效电路 9mA + - 6k? R 三要素 uC 的变化曲线如图 18V 54V uC变化曲线 t O 用三要素法求 54V 18V 2k? t =0+ + + - - S 9mA 6k? 2?F 3k? t=0 + - C R 3k? 6k? + - 54 V 9mA t=0+等效电路 微分电路与积分电路是矩形脉冲激励下的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 + _ + _ + _ 在t=0时， u1从零突然上升 到U，开始对电容元件充电。由 于电容元件两端电压不能跃变， 在这瞬间它相当于短路（Uc=0）， 所以u2=U。因为 C R + _ + _ + _ t O t t1 U tp O 相对于tp而言，充电很快，uc很 快增长到U值；同时，u2很快衰 减到零值。这样，在电阻两端就 输出一个正尖脉冲。 t O t t1 U tp O 在t=t1时， u1突然下降到0 （这时输入端不是开路，而是 短路），由于电容元件两端电 压不能跃变，在这瞬间， u2= -Uc = -U，极性与前相反。 而后电容元件经电阻很快放电， u2很快衰减到零。这样，就输 出一个负尖脉冲。如果输入的 是周期性矩形脉冲，则输出的 是周期性正、负尖脉冲。 应用: 用于波形变换, 作为触发信号。 C