第六章一阶电路ppt课件.ppt

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1、第六章一阶电路第六章一阶电路6.1分解方法在动态电路分析中的运用6.2零状态响应6.3阶跃响应冲激响应6.5线性动态电路的叠加原理6.4零输入响应6.6三要素法6.7瞬态和稳态6.8正弦激励的过渡过程和稳态1.理解电路的暂态和稳态、零输入响应、零状态响应、全响应的概念，以及时间常数的物理意义。2.掌握换路定则及初始值的求法。3.掌握一阶电路分析的三要素法。4.理解一阶电路的阶跃响应和冲激响应。基本要求一、动态电路动态电路概述含有电容和电感这样的动态元件的电路称动态电路。特点当动态电路状态发生改变时，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

2、程称为电路的过渡过程。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+_“稳态”与“暂态”的概念:稳定状态：在指定条件下电路中电压、电流已达到稳定值。暂态过程：电路从一种稳态变化到另一种稳态的过渡过程。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。(2)影响暂态过程快慢的电路的时间常数。二、产生暂态过程的电路及

3、原因电流I随电压U比例变化。合S后：所以电阻电路不存在暂态过程(R耗能元件)。合S前：tIO电阻电路t=0UR+_IS合S后：由零逐渐增加到U所以电容电路存在暂态过程uC+-CiCU+-SR合S前:U暂态稳态ot电容电路*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SRU+_CiuCS闭合后，列回路电压方程：电感电路电感电路存在暂态过程。SRU+_t=0iLt合S前:合S后：由零逐渐增加到I换路:电路状态的改变。如：1.电路接通、断开电源2.电路中电源的升高或降低3.电路中元件参数的改变…………..产生暂态过程的必要条件：(1)电

4、路中含有动态元件(内因)(2)电路发生换路(外因)三、动态电路与电阻电路的比较一阶电路描述电路的方程是一阶微分方程。一阶电路中只有一个动态元件。（1）描述动态电路的电路方程为微分方程（2）动态电路方程的阶数等于电路中动态元件的个数动态电路换路后产生过渡过程电阻电路换路后状态改变瞬间完成，描述电路的方程为代数方程。四、稳态分析和动态分析的区别稳态换路发生很长时间后重新达到稳态换路刚发生后的整个变化过程微分方程的特解动态微分方程的一般解恒定或周期性激励任意激励经典法复频域分析法时域分析法拉普拉斯变换法状态变量法五、动态电路的分析方法激励u(t)响应i(t

5、)6.1分解方法在动态电路分析中的运用一阶电路的分解将电路看成由两个单口网络组成的，其一含所有的电源及电阻元件，另一则只含一个动态元件。电容电路：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。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）电感电路：在换路瞬间，电容上的电压、电感中的电流不能突变。一、换路定则6.4零输入响应初始值的确定求解要点：(2)其它电量初始值的求法。初始值：电路中各u、i在t=0+时的数值。(1)uC(0+)、iL(0+)的求法。1)先由t=0-的电路

6、求出uC(0–)、iL(0–)；2)根据换路定则求出uC(0+)、iL(0+)。1)由t=0+的电路求其它电量的初始值；2)在t=0+时的电压方程中uC=uC(0+)、t=0+时的电流方程中iL=iL(0+)。暂态过程初始值的确定例1．解：(1)由换路前电路求由已知条件知根据换路定则得：已知：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。S(a)CUR2R1t=0+-L,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)由t=0+电路，求其余各电流、电压的初始值SCUR2R1t=0+-L(a

7、)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2：换路前电路处于稳态。试求图示电路中各个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：R42+_R2R1U8V++4i14iC_uC_uLiLR3LCt=0-等效电路2+_RR2R1U8Vt=0++4i14iC_uC_uLiLR34由换路定则：2+_RR2R1U8Vt=0++4i14i

8、c_uc_uLiLR34CLR42+_R2R1U8V++4i14iC_uC_uLiLR3LCt=0