电路分析原理 下册 第2版 教学课件 作者 姚维 第十一章　一阶电路的时域分析.pptx

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1、电路分析原理（下册）第十一章　一阶电路的时域分析第一节　引　　言第二节　电流与电压初始值的确定第三节RC电路的零输入响应第四节　RL电路的零输入响应*第五节　零输入响应是初始值的线性函数第六节　一阶时域分析的三要素法第七节　RC电路的零状态响应第八节　RL电路的零状态响应第九节　RC与RL电路的全响应∗第十节　零状态响应是激励的线性函数第十一节　单位阶跃响应第十一章　一阶电路的时域分析第十一节　单位阶跃响应∗第十二节　线性定常零状态网络的定常特性第十三节　阶跃响应第十四节　正弦函数激励下的响应第十五节　冲激响应∗第十六节　脉冲系列响应*第十七节　任意波形(函数)激励下的响应

2、——卷积*第十八节　一阶奇异电路第一节　引　　言一、暂态过程、暂态、暂态电路二、电路中出现暂态过程的原因三、一阶电路与一阶时域分析四、暂态电路时域分析的一般步骤一、暂态过程、暂态、暂态电路由于某种原因，使电路从一个状态变为另一个状态的过程，称为暂态过程，或称过渡过程。在这段时间内，称电路处于暂态，处于暂态的电路称为暂态电路。暂态过程中的电流、电压等，分别称为暂态电流、暂态电压，统称暂态响应。二、电路中出现暂态过程的原因1.外因2.内因1.外因电路中由于开关的换接、或是电路参数的突然变化等，迫使电路的工作状态发生改变，是电路出现暂态过程的外部因素。今后，统称这些外部因素为换路。2.内因外因

3、是使电路出现暂态过程的条件，出现暂态过程的内在因素是动态元件中的储能不能突变。下面不妨以含有电容器的电路为例来论证这个问题。如果说，电容器C在时刻t时的储能wC(t)能突变，则有dwC(t)/dt=pC(t)=±∞，即在该时刻电容器将吸收(或放出)无限大的功率。在任一时刻t，电路中的功率是平衡的。这样，电路中就要有相应产生(或吸收)无限大功率的元件，而在工程电路中还没有这种元件，这表明，在这样的电路中，动态元件中的储能是不能突变的，它只能渐变，从而引起暂态过程。三、一阶电路与一阶时域分析如果换路后的电路方程可化为单一网络变量的一阶微分方程，则称这种电路为一阶电路。在时域中分析一阶电路，称为

4、一阶时域分析。在时域中分析暂态过程的方法，也叫作经典法。四、暂态电路时域分析的一般步骤1.在换路后的电路中建立单网络变量的微分方程2.求解非齐次方程的特解(特解与激励有关)3.求解齐次方程的通解(通解与激励无关)4.写出全解5.确定积分常数A四、暂态电路时域分析的一般步骤图11-1　RC充电电路(设＞E)a)t=时，开关在位置1　b)t≥0时的电路，(0)=E　c)图b中置零后的电路第二节　电流与电压初始值的确定一、uC(0+)与iL(0+)值的确定二、其余网络变量0+值的确定三、四、其余网络变量一阶、二阶导数0+值的确定一、uC(0+)与iL(0+)值的确定二、其余网络变量0+值

5、的确定1.画出t=0-时的等效电路，确定uC(0-)与iL(0-)值2.画出t=0+时的等效电路3.在0+等效电路中，确定各网络变量的0+值第三节RC电路的零输入响应一、什么是零输入响应二、电容电压uC与电流i三、暂态过程的物理解释四、时间常数五、分析RC电路零输入响应的二要素法一、什么是零输入响应图11-4　RC电路零输入响应的例子a)()=的电路　b)t≥0时等效电路，(0)=　c)等效电路在换路后的电路中没有外施激励，仅由电容器上的初始电压和(或)电感器中的初始电流引起的响应，称为零输入响应。二、电容电压uC与电流i图11-5　零输入响应与i的波形(注意参考方向)a)

6、波形　b)i波形三、暂态过程的物理解释1.电路中的暂态过程2.暂态过程中的能量转换1.电路中的暂态过程在t=0-，有uC(0-)=U0,i=0;在t=0+,uC(0+)=uC(0-)=U0，电容电压连续变化，i(0+)=U0/R,电流发生跳变。换路后，电容器C通过电阻R放电，uC减小；t→∞，uC→0，i→0。对此我们称uC与i为暂态分量，或自由分量。称它们为暂态分量，是因为这两个分量在暂态过程中存在，到新稳态建立时即行消失(电路的暂态过程也是暂态分量消失的过程)；称它们为自由分量，是因为这两个分量的变化规律只决定于电路结构与元件参数，而不受激励源的约束。2.暂态过程中的能量转换在暂态过程

7、中，电容器C放出能量，电阻R消耗能量。在t=0+时，电容器中储有能量分析表明，暂态过程中，R上的耗能，等于换路瞬间C中的储能。所以，暂态过程也是电磁能量再分配的过程。四、时间常数1.定义2.τ的物理含义3.τ的计算1.定义一阶电路齐次方程特征方程的根，s倒数的负值，定义为该电路的时间常数，以τ表示。2.τ的物理含义表11-1　不同时刻的值3.τ的计算(1)用电路参数计算　在电路结构与元件参数给定时，将换路后的电路简化为