电路原理-邱关源-第7章 一阶电路和二阶电路的时域分析ppt课件.ppt

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1、CONTENTS本章内容7-1动态电路的方程及初始条件7-2一阶电路的零输入响应7-3一阶电路的零状态响应7-4*一阶电路的全响应第七章一阶电路和二阶电路的时域分析学习重点：列写动态电路方程的方法换路定理换路后的初始值求解方法7-1动态电路的方程及初始条件教学内容动态电路方程的建立换路的概念及换路定理换路定理的应用含有动态元件电容和电感的电路称动态电路。1.动态电路动态电路的方程及其初始条件当动态电路状态发生改变时（换路）需要经历一个变化过程才能达到新的稳定状态。这个变化过程称为电路的过渡过程。特点电容支路的灯泡在开关闭合瞬间很亮,然后逐渐变暗直至熄灭当开关S闭合时,观察电阻

2、、电感和电容支路的灯泡发生哪些变化？电阻支路的灯泡立即发亮,而且亮度始终不变电感支路的灯泡在开关闭合瞬间不亮,然后逐渐变亮,最后亮度稳定不再变化通过实验观察电路的过渡过程一般说来,电路从一种稳定状态变化到另一种稳定状态的中间过程叫做电路的过渡过程。电路的过渡过程是从暂时存在直到最后消失的过程，又称为暂态过程,简称暂态含有储能元件L、C（或称动态元件）的电路在换路时通常都要产生过渡过程实验表明：含有电容和电感的支路，灯泡达到最后稳定，需要经历一段过渡过程通过实验观察电路的过渡过程0ti过渡期为零电阻电路的过渡过程+-usR1R2（t=0）ii=0,uC=Usi=0,uC=0k接

3、通电源后很长时间，电容充电完毕，电路达到新的稳定状态：k未动作前，电路处于稳定状态：电容电路的过渡过程k+–uCUsRCi(t=0)+-(t→)+–uCUsRCi+-前一个稳定状态过渡状态新的稳定状态t1USuct0?有一过渡期uL=0,i=Us/Ri=0,uL=0k接通电源后很长时间，电路达到新的稳定状态，电感视为短路：k未动作前，电路处于稳定状态：电感电路的过渡过程k+–uLUsRi(t=0)+-L(t→)+–uLUsRi+-前一个稳定状态过渡状态新的稳定状态t1US/Rit0?有一过渡期过渡过程产生的原因在换路时，储能元件的能量发生变化，而能量的储存和释放都需要一定

4、的时间来完成。由于电感和电容的VCR关系中含有微分运算，也就是说，电容的电压和电感的电流必须是时间的连续函数，否则会出现不可求导，或者无限大量应用KVL和电容的VCR得：若以电流为变量：(t>0)+–uCUsRCi+-RC动态电路方程的建立应用KVL和电感的VCR得：若以电感电压为变量：(t>0)+–uLUsRi+-RL动态电路方程的建立(t>0)+–uLUsRi+-CuC＋－RLC电路方程的建立应用KVL和元件的VCR得：时域分析法求解微分方程经典法本章采用动态电路的分析方法根据KVL、KCL和VCR建立微分方程换路，就是电路的结构、状态发生变化，通常发生在支路接入、断开或

5、者电路参数发生变化时换路的概念及换路定理如何求得初始条件？换路t=0＋与t=0－的概念认为换路在t=0时刻进行0－表示换路前一瞬间0＋表示换路后一瞬间0f(t)0－0＋t电路的初始条件换路瞬间，若电感电压保持为有限值，则电感电流换路前后保持不变换路瞬间，若电容电流保持为有限值，则电容电压换路前后保持不变换路定律反映了能量的储存和释放需要一定的时间注意换路定理iL(0+)=iL(0－)uC(0+)=uC(0－)电路初始值的确定(2)由换路定律uC(0+)=uC(0－)=8V(1)由0－电路求uC(0－)uC(0－)=8V(3)由0+等效电路求iC(0+)iC(0－)=0iC(0

6、+)例1求iC(0+)电容开路+-10ViiC+uC-S10k40k+-10V+uC-10k40k+8V-0+等效电路+-10ViiC10k电容用电压源替代注意iL(0+)=iL(0－)=2A例2t=0时闭合开关k,求uL(0+)先求应用换路定律:电感用电流源替代解电感短路iL+uL-L10VS14+-iL10V14+-由0+等效电路求uL(0+)2A+uL-10V14+-注意动态电路求解初始值的步骤:1.由换路前电路（稳定状态）求uC(0－)和iL(0－)；2.由换路定律得uC(0+)和iL(0+)。3.画0+等效电路。4.由0+电路求所需各变量的0+值。换路后

7、的电路，电容（电感）用电压源（电流源）替代。方向取0+时刻与原假定的电容电压、电感电流方向相同iL(0+)=iL(0－)=iSuC(0+)=uC(0－)=RiSuL(0+)=-RiS求iC(0+),uL(0+)思考题解由0－电路得：由0+电路得：S(t=0)+–uLiLC+–uCLRiSiCRiS0－电路uL+–iCRiSRiS+–小结:动态电路的方程及初始条件含有电容和电感的电路，称为动态电路根据VCR、KCL和KVL列写动态电路方程换路定理指出：电容电压和电感电流均不能跳变求解动态电路方程所需要的初