电工电子技术第二章课件.ppt

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1、暂态分析：分析在激励源作用下，或者在电路内部储能的作用下，电路中各部分的电压和电流随时间而变化的规律，也称为时域分析。第2章电路的暂态分析研究电路暂态过程的目的：认识和掌握这种客观存在的物理现象的规律，并在工作和生活中，既要充分利用暂态过程的特性，又要预防它所产生的危害。激励：电路从电源（包括信号源）输入的信号称为激励。激励有时也称为输入，记为fi(t)第2章电路的暂态分析响应：电路在外部激励的作用下，或者在内部储能的作用下所产生的电压和电流的变化称为响应。响应有时也称为输出，记为fo(t)变量:电流i,磁链L的

2、单位：亨（利）（H）=N为电感线圈的磁链L称为自感系数线性电感元件：任何时刻，磁链与电流i成正比。2.1.1电感元件1）符号2）元件特性Li+u-i0线性电感的~i（韦安）特性是过原点的直线2.1储能元件3）线性电感电压、电流关系：由电磁感应定律与楞次定律u,i关联i,右螺旋e,右螺旋i,e参考方向一致i+–u–+e2.1.1电感元件ieLi+u-2.1.1电感元件4）电感的储能电感储存的磁场能量：当电感元件上的电流增加时，磁场能量增大，电能转化为磁能，电感元件从电源取用能量；当电感元件上的电流

3、减小时，磁场能量减小，磁能转化为电能，电感元件向电源放还能量。可见，电感本身不消耗能量，是储能元件。(1)u的大小取决与i的变化率，与i的大小无关；(2)当i为常数(直流)时，di/dt=0u=0。电感在直流电路中相当于短路；(3)当u，i为关联方向时，u=Ldi/dt；u，i为非关联方向时，u=–Ldi/dt。电感元件小结2.1.1电感元件1）符号Ciu+–+–2.1.2电容元件2）元件特性电路符号++++––––+q–q结构线性定常电容元件：任何时刻，电容元件极板上的电荷q与电压u成正比c=q/u线性电容的q

4、~u特性是过原点的直线quOc为电容器的电容，单位：F[(法)拉]常用F，pF等表示1F=106F=1012pF3)线性电容的电压、电流关系Ciu+–+–则2.1.2电容元件q=cuu,i取关联参考方向4）电容的储能电容储存的电场能量2.1.2电容元件当电容元件上的电压增加时，电场能量增大，电容元件从电源取用能量（充电）；当电容元件上的电压降低时，则电场能量减小，即电容元件向电源放还能量（放电）。可见，电容本身不消耗能量，是储能元件。电容元件小结(1)i的大小取决与u的变化率，与u的大小无关；(2)当u为常数

5、(直流)时，du/dt=0i=0。电容在直流电路中相当于开路，电容有隔直作用；(3)表达式前的正、负号与u，i的参考方向有关。当u，i为关联方向时，i=Cdu/dt；u，i为非关联方向时，i=–Cdu/dt。2.1.2电容元件第2章电路的暂态分析2.2暂态过程初始值的计算？稳态：当电路的结构和元件参数一定时，电路的工作状态确定，在直流电路中，电压和电流等物理量是不随时间变化的恒定量，电路的这种工作状态被称为稳定状态，简称为稳态。电路的“稳态”与“暂态”换路:当电路的结构或者元件参数发生变化，如电路接通、断开以及参

6、数、电源发生突变等，都会引起电路工作状态的变化，电路状态的这些改变统称换路。暂态：换路后，原来的工作状态被破坏，新的工作状态在建立。如果电路中包含储能元件电容或电感，因电容中的电场能量和电感中的磁场能量不能突变，所以电路从一个稳定状态转变到另一个新的稳定状态往往需要一个过渡的时间，电路在这段时间内所发生的物理过程就叫电路的过渡过程。电路在过渡过程中所处的状态称为暂态。电路中包含储能元件是引起过渡过程的内因，而换路是引起过渡过程的外因。2.2暂态过程初始值的计算能量是守恒的，它只能从一种形式转变成另一种形式，并且在转

7、变过程中能量的积累或衰减都需要一定的时间，而不可能发生突变。能量突变就意味着有无穷大的功率存在：p=dw/dt→∞,这在客观上是不存在的。产生暂态的原因：电感元件把电能储存为磁场能量电容元件把电能储存为电场能量当电路中有储能元件存在时，发生换路后又有能量的变化产生，则电路就一定会产生暂态过程。电感元件中的电流iL和电容元件的端电压uC在换路的前后瞬间是不能突变的，而应该是相等的。2.2.1换路定则设t=0时刻发生换路，t=0-时刻为换路前的终了瞬间，t=0+时刻为换路后的初始瞬间，换路定则可用公式表示为：换路定则仅

8、适用于换路瞬间（即从t=0-到t=0+），并根据它可确定iL(0+)和uC(0+)之值。电路暂态：RkE+_Ct=0开关K合下电路处于稳态RE+_C++__tE稳态暂态稳态暂态（过渡）过程:旧稳态新稳态2.2.1换路定则t=0+t=0-t=02.2.2暂态过程初始值的计算换路定则主要用来确定电路中的初始值，初始值是进行电路暂态分析的必要条件。在换路后一瞬间t