《电路及其分析方法》PPT课件

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1、1第1章电路及其分析方法（5）1.12电路的暂态分析1.12.3RC电路的暂态响应1.12.2储能元件和换路定则1.12.1电阻元件、电感元件与电容元件1.12.4RL电路的暂态响应2无源元件小结理想元件的特性（u与i的关系）LCR1.12.1电阻元件、电感元件与电容元件3稳定状态：指电路中的电压和电流在给定的条件下已到达某一稳定值（对交流量是指它的幅值到达稳定值）。稳定状态简称稳态。暂态：电路从一个稳定状态变化到另一个稳定状态往往不能跃变，而是需要一定过程（时间）的，这个物理过程就称为过渡过程。电路的过渡过程往往为时短暂，所以电路在过渡

2、过程中的工作状态常称为暂态，因而过渡过程又称为暂态过程。旧稳态新稳态过渡过程:C电路处于旧稳态KRU+_开关K闭合电路处于新稳态RU+_1.12.2储能元件和换路定则1、概述“稳态”与“暂态”的概念4电路暂态分析的内容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。研究暂态过程的实际意义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。(1)暂态过程中电压、电流随时间变化的规律。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。(2)影响暂态过

3、程快慢的电路的时间常数。本章主要分析RC和RL一阶线性电路的暂态过程，着重讨论下面两个问题：5产生过渡过程的电路及原因?电阻电路t=0ER+_IK电阻是耗能元件，其上电流随电压成比例变化，不存在过渡过程。无过渡过程It6Et电容为储能元件，它储存的能量为电场能量，其大小为：电容电路储能元件因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有电容的电路存在过渡过程。EKR+_CuC7t储能元件电感电路电感为储能元件，它储存的能量为磁场能量，其大小为：因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有电感的电路存在过渡过程。KRE+_t=0iLL8产生暂态过程的

4、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：1.电路接通、断开电源2.电路中电源电压的升高或降低3.电路中元件参数的改变…………..9换路瞬间，电容上的电压、电感中的电流不能突变的原因：自然界物体所具有的能量不能突变，能量的积累或衰减需要一定的时间。所以*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10*若发生突变，不可能！一般电路则所以电容电压不能突变从电路关系分析KRE+_CiuCK闭合后，列回路电压方程：11在换路瞬间，电容上的电压uC,电感中的电流iL不

5、能突变。即：)()(=CCuu)()(=LLii换路定则：2、换路定则与电压和电流初始值的确定设：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。122.根据电路的基本定律和换路后的等效电路，确定其它电量的初始值。初始值的确定求解要点：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+)。13暂态过程初始值的确定(1)由换路前电路求由已知

6、条件知根据换路定则得：已知：图中电路换路前电路处稳态，C、L均未储能。试求：电路中各电压和电流的初始值。例1.31SUCLR2R1+-t=0uCiLuLiCu2u1i1+-+-14,换路瞬间，电容元件可视为短路。,换路瞬间，电感元件可视为开路。iC、uL产生突变(2)画出换路后t=0+电路，求其余各电流、电压的初始值SCUR2R1t=0+-L(a)电路iL(0+)UiC(0+)uC(0+)uL(0+)_u2(0+)u1(0+)i1(0+)R2R1+++__+-(b)t=0+等效电路例1.3115在t=时，电容相当于断路，电感相当于短路

7、稳态值电路换路后，经过暂态过程又达到新的稳定状态，这时电路中的电压、电流值称为稳态值(稳态分量)。用u()、i()表示。求直流激励下的稳态值,可画出t=的电路画出t=的电路iL()UiC()uC()uL()_u2()u1()i1()R2R1+++__+-(b)t=等效电路+_iL()=0；uC()=U例1.3116换路前电路处于稳态。试求图示电路中各元件电压和电流的初始值。解：(1)由t=0-电路求uC(0–)、iL(0–)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：42

8、+_RR2R1U8V++4i14iC_uC_uLiLR3LCt=0-等效电路2+_RR2R1U8Vt=0++4i14iC_uC_uLiLR34例1.3217换路前电路处于稳态。试求