电子电路课件.ppt

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1、3.1动态元件3.2电路变量初始值的计算3.3一阶电路的零输入响应3.4一阶电路的零状态响应3.5一阶电路的完全响应重点：初始条件的计算零输入响应零状态响应全响应三要素法求解一阶电路3.1.1电容元件(capacitor)一、线性定常电容元件：任何时刻，电容元件极板上的电荷q与电流u成正比。电路符号电容器++++––––+q–qC与电容有关两个变量:C,q对于线性电容，有：q=Cu1.元件特性C称为电容器的电容电容C的单位：F(法)(Farad，法拉)F=C/V=A•s/V=s/常用F，nF，pF等表示。

2、Ciu+–+–线性电容的q~u特性是过原点的直线quOC=q/utg线性电容的电压、电流关系：u,i取关联参考方向Ciu+–+–或电容充放电形成电流：(1)u>0，du/dt>0，则i>0，q，正向充电(电流流向正极板)；(2)u>0，du/dt<0，则i<0，q，正向放电(电流由正极板流出)；(3)u<0，du/dt<0，则i<0，q，反向充电(电流流向负极板)；(4)u<0，du/dt>0，则i>0，q，反向放电(电流由负极板流出)；讨论：(1)i的大小取决与u的变化率，与u的大小无关；(微

3、分形式)(2)电容元件是一种记忆元件；(积分形式)(3)当u为常数(直流)时，du/dt=0i=0。电容在直流电路中相当于开路，电容有隔直作用；(4)表达式前的正、负号与u，i的参考方向有关。当u，i为关联方向时，i=Cdu/dt；u，i为非关联方向时，i=–Cdu/dt。2.电容的储能由此可以看出，电容是无源元件，它本身不消耗能量。从t0到t电容储能的变化量：例图中的电容C＝０.5F，其电流02A-2A1≤t＜2s0t≥2s其波形如图所示，求电容电压u、功率p和储能WC。在0≤t＜1s区

4、间在1≤t＜2s区间0-∞＜t＜04t(V)0≤t＜1s4(2-t)(V)1≤t＜2s0t≥2su(t)=8t(W)0≤t＜1s-8(2-t)(W)1≤t＜2s0(W)其余p=ui4t2(J)0≤t＜1s4(2-t)2(J)1≤t＜2s0(J)其余3.1.2电感元件(inductor)与电感有关两个变量:L,对于线性电感,有：=Lii+–u–+e一、线性定常电感元件：任何时刻，电感元件的磁链与电流i成正比。Lu+–电路符号1.元件特性i线性电感的~i特性是过原点的直线

5、iOL=/itg=N为电感线圈的磁链L称为自感系数电感L的单位：H(亨)(Henry，亨利)H=Wb/A=V•s/A=•s线性电感电压、电流关系：u,i取关联参考方向:Liu+–e+–根据电磁感应定律与楞次定律或讨论：(1)u的大小取决与i的变化率，与i的大小无关；(微分形式)(2)电感元件是一种记忆元件；(积分形式)(3)当i为常数(直流)时，di/dt=0u=0。电感在直流电路中相当于短路；(4)表达式前的正、负号与u，i的参考方向有关。当u，i为关联方向时，u=Ldi/dt；u，i为非关

6、联方向时，u=–Ldi/dt。2.电感的储能由此可以看出，电感是无源元件，它本身不消耗能量。从t0到t电感储能的变化量：电容元件与电感元件的比较：电容C电感L变量电流i磁链关系式电压u电荷q结论：(1)元件方程是同一类型；(2)若把u-I，q-，C-L，i-u互换,可由电容元件的方程得到电感元件的方程；(3)C和L称为对偶元件,、q等称为对偶元素。*显然，R、G也是一对对偶元素:I=U/RU=I/GU=RII=GU＋u－i/At/S10-10246现已知u(0)＝0V，试求t=1s、2s、4s时电容

7、电压2F电阻：电容：电感：3.2电路变量初始值的计算一阶电路：由一个电容（电感）与线性电阻、电源、受控源构成的电路线性电阻电路动态电路与电阻电路的比较：动态电路换路后产生过渡过程，描述电路的方程为微分方程。电阻电路换路后状态改变瞬间完成，描述电路的方程为代数方程。K+–uCUsRCi+-usR1R2R3tE稳态暂态旧稳态新稳态过渡过程:C电路处于旧稳态KRE+_开关K闭合电路处于新稳态RE+_“稳态”与“暂态”的概念:动态电路的时域分析方法1、根据KVL、KCL及元件的VCR建立电路方程，该方程为以时间为自变

8、量的线性常微分方程。2、求出微分方程的解，从而得到所求变量。换路:电路状态的改变。如：换路定则及初始值的确定1.电路接通、断开电源2.电路中电源的升高或降低3.电路中元件参数的改变……换路定则:在换路瞬间，电容上的电压、电感中的电流不能突变。设：t=0时换路---换路前瞬间---换路后瞬间则：同理：电感L储存的磁场能量不能突变不能突变不能突变不能突变电容C存储的电场能量电路初始条件的确定例1.求uC