电工电子技术第2章课件.ppt

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1、第2章电路的瞬态分析第2章电路的瞬态分析2.1动态元件2.2瞬态发生的原因与换路定则2.3RC电路的瞬态分析2.4微分电路与积分电路2.5RL电路的瞬态分析*2.6瞬态分析的运算法2.1.1电感元件单位：H,mH,H单位电流产生的磁链1.电感uiee2.自感电势2.1动态元件（储能元件）ueiL3.电流、电压的基本关系当直流时,电感通直流，对直流电感相当于短路。当交流时,电感阻交流，对交流电感有反抗作用。ueiL电感是一种储能元件,储存的磁场能量为：4.电感的磁场能量例求:u(t)及t=2.5s时，电感元件的功率和能量电感元件的电

2、路中，已知:L=2H和i(t)的表达式。解：已知则t=2.5s时电感元件小结2.1.2电容元件单位电压下存储的电荷单位：F,F,pF++++----+q-qui1.电容电容符号有极性无极性+_+uiC2.电流、电压的基本关系当直流时,电容隔直流，对直流电容相当于开路。当交流时,电容通交流，对交流电容也有反抗作用。例求:（1）i(t)并指出电流的实际方向。（2）电容在放出能量，还是在吸收能量？电容元件的电路中，已知:C=8μF，电容是一种储能元件,储存的电场能量为：3.电容的电场能量uiC解：显然，i为负值，说明电流的实际方向与参考

3、方向相反。显然，p<0，电容在放出能量。电容元件小结理想元件的基本关系及性质LCR元件基本关系元件性质储能元件储能元件耗能元件2.1.3理想元件的串联和并联两个元件串联和并联时参数的计算公式等效电感L等效电容C等效电阻R连接方式串联并联2.2.1瞬态发生的原因1.过渡过程的概念（1）稳态：电路中的电压、电流恒定或作周期性变化。（2）瞬态：电路从一个稳态向另一个稳态变化时所经过的状态。（3）过渡过程：电路从一个稳态经过一定时间过渡到另一个新的稳态的物理过程。（4）瞬态分析：研究过渡过程中电压或电流随时间变化的规律，即求u（t）、i（t

4、）（0≤t<∞）2.2瞬态发生的原因与换路定则tuotuo稳态暂态旧稳态新稳态过渡过程:电路进入新稳态RE+_tEo开关S闭合随时间tC电路原处于旧稳态SRE+_（t=0）2.瞬态产生的原因和条件（1）原因储能元件所储存的能量不能突变电阻电路无过渡过程电阻是耗能元件，其上电流和电压可以突变。toiut=0UR+_iSu电容电路因为电场能量的存储和释放需要一个过程，所以有电容的电路存在过渡过程。Uto有过渡过程不能突变∴电容的不能突变∵注意：iC可以突变iCuCUKR+_CuCiCt=0电感电路有电感的电路存在过渡过程to有过渡过程电

5、感的不能突变∵不能突变∴（2）条件换路（开关的通断、参数的改变等）储能元件电容C电感L注意：uL可以突变SRU+_t=0iLuLuLiL注意：直流电路、交流电路都存在过渡过程。本课的重点讲授直流电路的过渡过程。3.瞬态分析的意义：过渡过程是一种自然现象，对它的研究很重要。过渡过程的存在有利有弊。有利的方面，如电子技术中常用它来产生各种波形；不利的方面，如在瞬态过程发生的瞬间，可能出现过压或过流，致使设备损坏，必须采取防范措施。2.2.2换路定则1.用途：确定电容电压和电感电流的初时值2.内容：设：t=0时换路——前一稳态的终了时刻—

6、—过渡过程的初始时刻2.2.3.电路初时值和稳态值的确定需根据换路前终了瞬间和的电路（t=0-）进行计算。稳态时电容视为开路，电感视为短路。uC和iL为独立初时值1.uC和iL初时值的确定2.确定其它电压和电流的初始值iC、uL、uR、iR等为非独立初始值①画出时的电路。则电容视为短路。电路中，电容视为恒压源若则电感视为开路。的电路中，电感视为恒流源若②应用电路的基本定律和基本分析方法，在电路中计算其它各电压和电流的初始值。例1求:已知:R=1kΩ,L=1H,U=20V、开关闭合前设时开关闭合iLUSt=0uLuR不能突变根据换路定

7、则解:发生了突变iLUSt=0uLuR电路≠试求:的初始值。E1k2k+_RS12R2R16V2kt=0S在“1”处停留已久，在t=0时合向“2”。例2已知:解：E1k2k+_RK12R2R16V2k电路ER1+_RR2t=0+时的等效电路E1k2k+_R2R13V1.5mA+-计算结果电量Ek2k+_RK12R2R16V2k已知:电压表内阻设开关S在t=0时打开。求:S打开的瞬间,电压表两端的电压。例3解:根据换路定则注意:线圈两端过电压，实际使用中要加保护措施。S.ULVRiLt=0uVS.ULRiLt=0例4提示：先画出t=0

8、-时的等效电路画出t=0+时的等效电路（注意的作用）求t=0+各电压值。10mAiSiRiCiLSR1R2R3uCuL3.电路稳态值的确定稳态时电容视为开路，电感视为短路。稳态值（或终值）试求过渡过程结束后，电路中各电压和电流的稳态值