电工电子技术教学课件作者少学时教学课件作者第4版林平勇课件习题答案学习指导第04章.docx

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1、第4章动态电路的分析一、要点和基本要求动态电路与稳态电路讨论的问题不同，主要分析电路从一种状态过渡到另一种状态时，电路中各元件的响应。由于电路中存在一种或两种储能元件和耗能元件，所以电路将经过一个暂短时间后将从一种稳定状态过渡到另外一种稳定状态。而我们就是要分析在这暂短时间内电路中各元件响应将随时间如何变化。（一）要点1.电路的换路定律换路时流过电感元件的电流不能越变；电容元件两端的电压不能越变。2.经典法分析动态电路由基尔霍夫定律及元件的伏安关系列出动态电路方程，代入约束条件，求出电路的解。（1）一阶电路的零输

2、入响应，电路在换路后无激励电源存在但储能元件已经有初始储能的情况。（2）一阶电路的零状态响应，电路在换路后有激励电源存在但储能元件无初始储能的情况（3）一阶电路的完全响应，电路在换路后即有激励电源存在，储能元件又有初始储能的情况。3.应用一阶电路的三要素法求解电路应用一阶电路在换路后一瞬间各元件的响应，和换路后电路进入稳态各元件的响应，及电路的时间常数。应用适合一阶电路的特定表达式，写出各响应的解。（二）基本要求1．掌握换路定律及换路时各元件响应的求解，会做t=0+时电路的等效电路，并能在该电路上求解相关的响应。

3、2．掌握用经典法求解动态电路会用经典法列出一阶电路各种响应的求解方程，并能正确代入相关约束条件，求解出需要的响应。3．熟练掌握一阶电路的三要素法求解电路会求解t=0+时各元件响应，会求解t=∝时各元件响应，会求解电路时间常数，会应用特定表达式写出求解方程并得到需要的解。二、逐讲讲授内容提要第11讲4.1动态电路，4.2RC电路、RL电路零输入响应4.1动态电路电路中储能元件的存储的能量不能跃变，体现在电容器和电感上是：1．电容器的电荷不能跃变即电容器的电压不能跃变。2．电感的磁链不能跃变即电感的电流不能跃变。以上

4、两式也称换路定则。在换路后的电路图中电容器用电压源代换其电动势为时电容器电压；电感用电流源代换其电激流为时的电感电流。在该图上可以求出所有时的响应。4.2一阶RC电路、RL电路零输入响应电路在换路后电路中不含电源，且仅含一种可以等效成一个元件的储能元件。储能元件在换路前通常已经储存有能量，即电容器的极板间有一定的电压或电感线圈中有一定的电流流动。经典法求解换路后电路的各响应。由给定的时刻的电路，根据基尔霍夫定律列出瞬时值表示的求解方程，代入元件的伏安关系后成为微分方程；利用数学中微分方程求解方法求解；根据换路定则

5、确定解中常数。1．RC电路零输入响应根据特征根法求解，令解有的形式代入原方程：，解出根据换路定则，代入初始值求常数：2．R两电路零输入响应根据特征根法求解，令解有的形式代入原方程：，解出根据换路定则，代入初始值求常数：第12讲4.3RC电路、RL电路零状态响应，4.4一阶电路全响应4.3RC电路、RL电路零状态响应换路后的电路中包含有电源，但储能元件没有初始储能。1．RC电路零状态响应根据特征根法求解，令通解有：的形式特解有：通解代入原方程对应齐次方程：，解出特解代入原方程：完整解：根据换路定则，代入初始值求常数

6、：2．RL电路零状态响应根据特征根法求解，令通解有：的形式特解有：通解代入原方程对应齐次方程：，解出特解代入原方程：完整解：根据换路定则，代入初始值求常数：4.4一阶电路全响应用一阶电路的三要素法求解一阶电路的全响应。三要素为、、可在电路图中求得，可在换路后电路达稳态时电路上求得，=RC，R是在换路后达稳态的电路上将所有电源置零后，将所有电阻等效成一个与储能元件并联的总电阻。应用表达式写出t≥0时电路的响应。