chapter使用暂态响应.pptxVIP

第4章 电路的暂态分析教学要求： 1. 理解电路的暂态和稳态、零输入响应、零状 态响应、全响应的概念，以及时间常数的物 理意义。 2. 掌握换路定则及初始值的求法。 3. 掌握一阶线性电路分析的三要素法。 稳定状态： 在指定条件下电路中电压、电流已达到稳定值。 暂态过程： 电路从一种稳态变化到另一种稳态的过渡过程。电路暂态分析的内容(1) 暂态过程中电压、电流随时间变化的规律。(2) 影响暂态过程快慢的电路的时间常数。研究暂态过程的实际意义 1. 利用电路暂态过程产生特定波形的电信号 如锯齿波、三角波、尖脉冲等，应用于电子电路。 2. 控制、预防可能产生的危害 暂态过程开始的瞬间可能产生过电压、过电流使 电气设备或元件损坏。 直流电路、交流电路都存在暂态过程, 我们讲课的重点是直流电路的暂态过程。S++-u2uR2R3-(a)图(a)： 合S前：4.1 换路定则与电压和电流初始值的确定1. 电路中产生暂态过程的原因 例：电流 i 随电压 u 比例变化。合S后： 所以电阻电路不存在暂态过程 (R耗能元件)。SR++--iCUuCC(b)ot合S前: 由零逐渐增加到U 合S后：U暂态稳态所以电容电路存在暂态过程发生突变，若则不可能！一般电路\u∵ C 储能：不能突变C∵ L储能： 产生暂态过程的必要条件：(1) 电路中含有储能元件 (内因)(2) 电路发生换路 (外因)换路: 电路状态的改变。如： 电路接通、切断、 短路、电压改变或参数改变产生暂态过程的原因： 由于物体所具有的能量不能跃变而造成在换路瞬间储能元件的能量也不能跃变电感电路：电容电路：2. 换路定则 设：t=0— 表示换路瞬间 (定为计时起点) t=0-— 表示换路前的终了瞬间 t=0+—表示换路后的初始瞬间（初始值）注：换路定则仅用于换路瞬间来确定暂态过程中 uC、 iL初始值。 3. 初始值的确定初始值：电路中各 u、i 在 t =0+ 时的数值。求解要点：(1) uC( 0+)、iL ( 0+) 的求法。1) 先由t =0-的电路求出 uC ( 0– ) 、iL ( 0– )； 2) 根据换路定律求出 uC( 0+)、iL ( 0+) 。(2) 其它电量初始值的求法。1) 由t =0+的电路求其它电量的初始值；2) 在 t =0+时的电压方程中 uC = uC( 0+)、 t =0+时的电流方程中 iL = iL ( 0+)。 SR2Ct=0+-R1U L(a) 电路解：(1)由换路前电路求由已知条件知根据换路定则得：例1．暂态过程初始值的确定已知：换路前电路处稳态，C、L 均未储能。试求：电路中各电压和电流的初始值。iC (0+ )u2(0+)_+SR2CiL(0+ )i1(0+ )_iLu2++t=0+i1+-u1(0+)uL(0+)+_R1_U Lu1_(a) 电路+, 换路瞬间，电容元件可视为短路。uL_, 换路瞬间，电感元件可视为开路。例1:暂态过程初始值的确定uC (0+)iC R2+-U R1(b) t = 0+等效电路(2) 由t=0+电路，求其余各电流、电压的初始值iC 、uL 产生突变iRiR2?2?R2iLR3i1R2iLR3++t =0iCiC4?4?4?4?UU+++R1R1+__8V8VuCuCuLuLi1CL4?_4?___t = 0 -等效电路解：(1) 由t = 0-电路求 uC(0–)、iL (0–) 换路前电路处于稳态。试求图示电路中各个电压和电流的初始值。例2：换路前电路已处于稳态：电容元件视为开路； 电感元件视为短路。由t = 0-电路可求得：RiiR2?i1R2iLR32?+R2iLR3iC+t =0ic4?4?4?4?UU+R1+_++R18V8V_uCuLCucuLLi1CL4?_4?___t = 0 -等效电路换路前电路处于稳态。试求图示电路中各个电压和电流的初始值。例2：解：由换路定则：换路前电路处稳态。试求图示电路中各个电压和电流的初始值。i(0+)RR2?iL(0+)R2+2?ic(0+)R2iLR3R3+t =0iC4?4?4?4?UU+_++R1_8V8V1A+R14VuCuL_i1CLuL(0+)4?___t = 0+时等效电路例2：iuc (0+)iL (0+)解：(2) 由t = 0+电路求 iC(0+)、uL (0+)由图可列出带入数据i(0+)RR2?iL(0+)2?R2R2iLR3++t =0iCic(0+)R3UU4?4?4?4?+8V8V++R1+__uCuLuL(0+)i11AR14V4?____t = 0+时等效电路解：解之得例2：换路前电路处稳态。试求图示电路中各个电压和电流的初始值。并可求出R2?R2iLR3+t =0iCU4?4?8V++R1_uCuLi14?__