电工补课课件PPT课件.ppt

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1、第3章电路的暂态分析3.2储能元件和换路定则3.3RC电路的响应3.4一阶线性电路暂态分析的三要素法3.6RL电路的响应3.5微分电路与积分电路3.1电阻元件、电感元件与电容元件一、电阻元件——描述消耗电能的现象3.1电阻元件、电感元件与电容元件Ru+i1、元件的伏安关系根据欧姆定律:2、功率和能量当u、i为关联参考方向时，功率恒为非负值，表明在任意时刻决不能发出功率。——无源元件(2)吸收的电能全部转换成其他形式的能量消耗掉。——耗能元件电阻元件从t0到t的时间内吸收的能量为：常用电阻元件的图片：二、电感元件——描述线圈通有电流时产生磁场、储存磁场能量的性质

2、。电流通过一匝线圈(磁通)1、物理意义电流通过N匝线圈=N(磁链)u，+ieL电感线圈电感(或自感):(单位：H、mH)L符号：当电流变化时，产生的感应电动势为：当u、i参考方向不同时，2、电感元件的电压和电流的关系——动态元件L+eL+ui说明：电感的电压与电流的变化率成正比。(动态特性)当电流i=常数时，u=0，相当于短路，即电感对直流相当于短路。若u与i的参考方向相同，则的方向由i的方向根据右手螺旋定则确定，而eL与磁通的参考方向符合右手螺旋定则，即eL参考方向与i参考方向相同。当u、i参考方向相同时，3、电感元件的功率和能量说明：电

3、感的储能只与电感电流有关，而与电压无关。(2)电感上的电流不能跃变。>0，吸收电能转化为磁场能<0，释放所储存的全部磁场能若t0时刻电感未充电，则有“储能元件”“无源元件”常用电感元件的图片：三、电容元件当两极板加上电源后，在两个极板上分别聚集起等量异号的电荷，在介质中建立起电场。电容描述储存电场能量的性质。uiC+单位：F(法拉)有时用F(1F=10-6F)、pF(1pF=10-12F)1、电容元件的电压和电流的关系当u、i为参考方向相同时，——动态元件说明：电容的电流与电压的变化率成正比。(动态特性)当电压u=常数时，i=0，相当于开路，即电容对直流相

4、当于开路。当u、i为参考方向相反时，当u、i为参考方向相同时，2、电容元件的功率和能量说明：电容的储能只与电容电压有关，而与电流无关。(2)电容上的电压不能跃变。>0，吸收电能转化为电场能(充电)<0，释放所储存的全部电场能(放电)若t0时刻电容未充电，则有“储能元件”“无源元件”常用电容元件的图片：铝电解电容瓷片电容瓷介电容陶瓷电容器说明：(1)列写元件的电压和电流的关系时，要注意电压和电流的参考方向。Ru+iRui+uiL+uiL+uiC+uiC+(2)本书所讲的都是线性元件，R、L、C是常数。3.2储能元件和换路定则一、动态电路的方程1、动态电

5、路：含有动态元件(L或C)的电路。2、动态电路的方程uC+Ci+RuS例：——一阶常系数微分方程一阶电路用一阶微分方程来描述的电路（或含有一个独立的动态元件的电路称为一阶电路。二、动态电路的特点1、过渡过程：电路从一种稳定状态转变到另一种稳定状态所经历的过程。稳定状态（简称稳态）：在指定条件下电路中电压、电流已达到稳定值。S合上后：电容充电，uC由0US合上前：uC=0uC+CiCU+SR例：2、过渡过程产生的原因其一：电路中含有储能元件(内因)∴uC不能突变∵C储能：在换路瞬间储能元件的能量不能跃变∴iL不能突变∵L储能：其二：电路发生换路(外因)换

6、路主要有：电源的接通和切断、电路结构和参数的变化。设换路在t=0时刻进行的令t=0表示换路前的一瞬间，t=0+表示换路后的一瞬间，换路所经历的时间为(0~0+)。三、换路定则说明：1、换路定则只能用来求uC(0+)和iL(0+)；2、在直流激励下，换路前电路已达稳态，电容相当于开路，电感相当于短路。初始值：电路中各电压和电流在t=0+时的值。3、其他电量的初始值由t=0+的等效电路求。t=0+的等效电路的作法：电容用电压为uC(0+)的电压源代替，电感用电流为iL(0+)的电流源代替。例1：图示电路换路前处于稳态。求换路后电路中i、i1、uC、iC的初始值。

7、2+_S(t=0)+i6ViC_uC22i1解：(1)求uC(0+)2+_i(0+)6ViC(0+)22i1(0+)+_3Vt=0+等效电路(2)作t=0+的等效电路求其他电压和电流的初始值例2：换路前电路处于稳态。试求图示电路中i、iL、uC、iC和uL的初始值。解：(1)求uC(0+)、iL(0+)2+_8Vt=0++4i4iC_uC_uLiL4S作t=0–的电路求uC(0–)、iL(0–)2+_8V+44_uC(0–)iL(0–)4t=0–时等效电路(2)求其他电压和电流的初始值作t=0+电路如图所示由KVL和KCL得：解得：2

8、+_8Vt=0++4