物理第三章电路的暂态分析电工ppt课件

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1、主页下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出3.2 3.2 储储能元件和能元件和能元件和能元件和换换路定那么路定那么路定那么路定那么3.3 RC3.3 RC电电路的呼路的呼路的呼路的呼应应3.4 3.4 一一一一阶线阶线性性性性电电路路路路暂态暂态分析的三要素法分析的三要素法分析的三要素法分析的三要素法3.6 RL3.6 RL电电路的呼路的呼路的呼路的呼应应3.5 3.5 微分微分微分微分电电路和路和路和路和积积分分分分电电路路路路3.1 3.1 电电阻元件、阻元件、阻元件、阻元件、电电感元件、感元件、感元件、感元件、电电容元件容元件容元件容元件第第3 3章章 电路的路的暂态分析分析概述

2、下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出1. 1. 了解了解了解了解电电阻元件、阻元件、阻元件、阻元件、电电感元件与感元件与感元件与感元件与电电容元件的特征容元件的特征容元件的特征容元件的特征; ;2. 2. 了解了解了解了解电电路的路的路的路的暂态暂态和和和和稳态稳态、零、零、零、零输输入呼入呼入呼入呼应应、零状、零状、零状、零状 态态呼呼呼呼应应、全呼、全呼、全呼、全呼应应的概念，以及的概念，以及的概念，以及的概念，以及时间时间常数的物常数的物常数的物常数的物 理意理意理意理意义义; ;3. 3. 掌握掌握掌握掌握换换路定那么及初始路定那么及初始路定那么及初始路定那么及初始值值的求法

3、的求法的求法的求法; ;4. 4. 掌握一掌握一掌握一掌握一阶线阶线性性性性电电路分析的三要素法。路分析的三要素法。路分析的三要素法。路分析的三要素法。第第3 3章章 电路的路的暂态分析分析：本章要求本章要求本章要求本章要求下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出 稳定形状：定形状： 在指定条件下在指定条件下电路中路中电压、电流已到达流已到达稳定定值。 暂态过程：暂态过程： 电路从一种稳态变化到另一种稳态的过渡过程。电路从一种稳态变化到另一种稳态的过渡过程。第第3 3章章 电路的路的暂态分析分析 1. 利用利用电路路暂态过程程产生特定波形的生特定波形的电信号信号 如如锯齿波、三角波、尖脉

4、冲等，运用于波、三角波、尖脉冲等，运用于电子子电路。路。研研研研讨暂态过讨暂态过程的程的程的程的实实践意践意践意践意义义 2. 2. 控制、控制、控制、控制、预预防能防能防能防能够产够产生的危害生的危害生的危害生的危害 暂态过暂态过程开程开程开程开场场的瞬的瞬的瞬的瞬间间能能能能够产够产生生生生过电压过电压、过电过电流使流使流使流使 电电气气气气设备设备或元件或元件或元件或元件损损坏。坏。坏。坏。下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出电路路处于于稳态 T=0时辰辰,开关合上开关合上电路路换路。路。换路前路前 : i = 0换路后路后: i =U/(R0+R1)换路前后路前后,电路路处于

5、于暂态。下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出换路前路前 : u 1 = 0换路后路后: u 1 = U 换路前后路前后,电路路处于于暂态。当。当电路中含有路中含有储能能元件元件电容、容、电感的感的时候，由候，由于能量的于能量的储存和存和释放需求放需求过程，程，暂态过程程较长。下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出 产产生生生生暂态过暂态过程的必要条件：程的必要条件：程的必要条件：程的必要条件：换路路: : 电路形状的改路形状的改动。如：。如： 电电路接通、切断、路接通、切断、路接通、切断、路接通、切断、 短路、短路、短路、短路、电压电压改改改改动动或参数改或参数改或参数改或参

6、数改动动产产生生生生暂态过暂态过程的程的程的程的缘缘由：由：由：由： 由于物体所具有的能量不能由于物体所具有的能量不能由于物体所具有的能量不能由于物体所具有的能量不能跃变跃变而呵斥而呵斥而呵斥而呵斥在在在在换换路瞬路瞬路瞬路瞬间储间储能元件的能量也不能能元件的能量也不能能元件的能量也不能能元件的能量也不能跃变跃变(1) (1) 电电路中含有路中含有路中含有路中含有储储能元件能元件能元件能元件 ( (内因内因内因内因) )(2) (2) 电电路路路路发发生生生生换换路路路路 ( (外因外因外因外因) )下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出3.1.1 电阻元件阻元件描画耗描画耗费电能的性

7、能的性质根据欧姆定律根据欧姆定律:线性电阻线性电阻线性电阻线性电阻 金属金属导导体的体的电电阻与阻与导导体的尺寸及体的尺寸及导导体体资资料的料的导电导电性能有关，表达式性能有关，表达式为为：阐阐明明明明电电能全部耗能全部耗能全部耗能全部耗费费在在在在电电阻上，阻上，阻上，阻上，转换为热转换为热能分能分能分能分发发。电阻的能量电阻的能量Ru+_3.1 电阻元件、阻元件、电感元件与感元件与电容元件容元件3.2 3.2 储能元件和能元件和换路定那么路定那么下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出1. 1.物理意物理意物理意物理意义义电感电感:( H)线线性性性性电电感感感感: L: L为为常数

8、常数常数常数; ; 非非非非线线性性性性电电感感感感: L: L不不不不为为常数常数常数常数3.1.2 电感元件感元件电流经过电流经过N匝线圈产生匝线圈产生(磁链磁链)电流经过一匝线圈产生电流经过一匝线圈产生(磁通磁通)u +-2. 2.自感自感自感自感电动势电动势：下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出3. 3.电电电电感元件感元件感元件感元件储储储储能能能能根据基尔霍夫定律可得：根据基尔霍夫定律可得：将上式两将上式两边同乘上同乘上 i ，并，并积分，那么得：分，那么得：磁场能磁场能磁场能磁场能下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出即即电感将感将电能能转换为磁磁场能能储存在存

9、在线圈中，当圈中，当电流增流增大大时，磁，磁场能增大，能增大，电感元件从感元件从电源取用源取用电能；当能；当电流减小流减小时，磁，磁场能减小，能减小，电感元件向感元件向电源放源放还能量。能量。能量不可突能量不可突变！换路前后瞬路前后瞬间，电感两端感两端电流不能突流不能突变。即：即：i L(0+) = i L(0-)下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出4.4.电感元件的串、并联电感元件的串、并联L=L1+L21/L=1/L1+1/L2下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出3.1.3 电电容元件容元件电容：电容：uiC+_电电容元件容元件容元件容元件 当当电压u变化化时，在，在电

10、路中路中产生生电流流:电容元件容元件储能能将上式两将上式两边同乘上同乘上 u，并，并积分，那么得：分，那么得：下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出能量不可突能量不可突变！即即即即电电容将容将容将容将电电能能能能转换为电场转换为电场能能能能储储存在存在存在存在电电容中，当容中，当容中，当容中，当电压电压增大增大增大增大时时，电场电场能增大，能增大，能增大，能增大，电电容元件从容元件从容元件从容元件从电电源取用源取用源取用源取用电电能；能；能；能；当当当当电压电压减小减小减小减小时时，电场电场能减小，能减小，能减小，能减小，电电容元件向容元件向容元件向容元件向电电源放源放源放源放还还能量

11、。能量。能量。能量。电场能电场能电场能电场能1 1：电电电电容元件容元件容元件容元件储储储储能能能能换路前后瞬路前后瞬间，电容两端容两端电压不能突不能突变。即：即：下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出1 1：电电电电容元件的串、并容元件的串、并容元件的串、并容元件的串、并联衔联衔联衔联衔接接接接1/C=1/C1+1/C2C=C1+C2下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出电电容容容容电电路：路：路：路：注：换路定那么仅用于换路瞬间来确定暂态过程注：换路定那么仅用于换路瞬间来确定暂态过程中中 uC、 iL初始值。初始值。 设设：t=0 表示表示换换路瞬路瞬间间 (定定为计时为计

12、时起点起点) t=0- 表示表示换换路前的路前的终终了瞬了瞬间间 t=0+表示表示换换路后的初始瞬路后的初始瞬间间 初始初始值值 3.2 换换路定那路定那么么电感感电路路: iL ( 0+) = iL ( 0 )下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出3.初始初始值确确实定定求解要点：求解要点：求解要点：求解要点：初始初始初始初始值值：电电路中各路中各路中各路中各 u u、i i 在在在在 t =0+ t =0+ 时时的数的数的数的数值值。1) 1) 先由先由先由先由t =0-t =0-的的的的电电路路路路( (假假假假设处设处于于于于稳态稳态, ,那么那么那么那么视电视电容开容开容开容

13、开 路路路路, ,电电感短路感短路感短路感短路) )求出求出求出求出 uC ( 0 ) uC ( 0 ) 、iL ( 0 )iL ( 0 )； 2) 2) 根据根据根据根据换换路定律求出路定律求出路定律求出路定律求出 uC( 0+) uC( 0+)、iL ( 0+) iL ( 0+) 。3) 3) 由由由由t =0+t =0+的的的的电电电电路求其它路求其它路求其它路求其它电电电电量的初始量的初始量的初始量的初始值值值值；在在在在 t =0+ t =0+时时时时的的的的电压电压电压电压方程中方程中方程中方程中 uC = uC( 0+) uC = uC( 0+)、 t =0+ t =0+时时时时

14、的的的的电电电电流方程中流方程中流方程中流方程中 iL = iL ( 0+) iL = iL ( 0+)。 下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出暂态过暂态过程初始程初始程初始程初始值值确确确确实实定定定定例例例例1 1解：解：解：解：(1)(1)由由由由换换路前路前路前路前电电路求路求路求路求由知条件知由知条件知由知条件知由知条件知知：知：知：知：换换路前路前路前路前电电路路路路处稳态处稳态，C C、L L 均未均未均未均未储储能。能。能。能。试试求：求：求：求：电电路中各路中各路中各路中各电压电压和和和和电电流的初始流的初始流的初始流的初始值值。C CR2R2S S(a)(a)U

15、R1R1t=0t=0+-L L下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出暂态过暂态过程初始程初始程初始程初始值值确确确确实实定定定定例例例例1:1:iC 、uL 产生突变产生突变(2) 由由t=0+电路，求其他各路，求其他各电流、流、电压的初始的初始值C CR2R2S S(a)(a)U R1R1t=0t=0+-L L(b) t = 0+(b) t = 0+等效等效等效等效电电路路路路iL(0+ )iC (0+ )uC (0+)uL(0+)_u2(0+)u1(0+)i1(0+ )+_+下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出例例例例2 2 2 2：换换路前路前路前路前电电路路路路处处于

16、于于于稳态稳态。试试求求求求图图示示示示电电路中各个路中各个路中各个路中各个电压电压和和和和电电流的初始流的初始流的初始流的初始值值。解：解： (1) 由由t = 0-电路求路求 uC(0)、iL (0) 换路前路前电路已路已处于于稳态：电容元件容元件视为开路；开路； 电感元件感元件视为短路。短路。由由t = 0-电路可求得：路可求得：2 2 +_R RR2R2R1R1U U8V8Vt =0t =0+4 4 i1i14 4 iCiC_uCuC_u uL LiLiLR3R34 4 4 4 2 2 +_R RR2R2R1R1U U8V8V+4 4 i1i14 4 iCiC_uCuC_u uL Li

17、LiLR3R3L LC Ct = 0 -等效电路等效电路下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出例例例例2 2 2 2：换换路前路前路前路前电电路路路路处处于于于于稳态稳态。试试求求求求图图示示示示电电路中各个路中各个路中各个路中各个电压电压和和和和电电流的初始流的初始流的初始流的初始值值。解：解：由由换路定那么：路定那么：2 2 +_R RR2R2R1R1U U8V8Vt =0t =0+4 4 i1i14 4 iCiC_uCuC_u uL LiLiLR3R34 4 4 4 2 2 +_R RR2R2R1R1U U8V8V+4 4 i1i14 4 iCiC_uCuC_u uL LiLiL

18、R3R3L LC Ct = 0 -等效电路等效电路下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出例例例例2 2 2 2：换换路前路前路前路前电电路路路路处稳态处稳态。试试求求求求图图示示示示电电路中各个路中各个路中各个路中各个电压电压和和和和电电流的初始流的初始流的初始流的初始值值。解：解：(2) 由由t = 0+电路求路求 iC(0+)、uL (0+)由图可列出由图可列出带入数据带入数据t = 0+时等效电路时等效电路iL (0+)iL (0+)uc (0+)uc (0+)2 2 +_R RR2R2R1R1U U8V8Vt =0t =0+4 4 i1i14 4 iCiC_uCuC_u uL

19、LiLiLR3R34 4 4V1A4 4 2 2 +_R RR2R2R1R1U U8V8V+4 4 iCiC_iLiLR3R3i i下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出例例例例2 2 2 2： 换换路前路前路前路前电电路路路路处稳态处稳态。试试求求求求图图示示示示电电路中各个路中各个路中各个路中各个电压电压和和和和电电流的初始流的初始流的初始流的初始值值。解：解之得解：解之得 并可求出并可求出2 2 +_R RR2R2R1R1U U8V8Vt =0t =0+4 4 i1i14 4 iCiC_uCuC_u uL LiLiLR3R34 4 t = 0+时等效电路时等效电路4V1A4 4

20、2 2 +_R RR2R2R1R1U U8V8V+4 4 iCiC_iLiLR3R3i i下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出计计算算算算结结果：果：果：果：电量电量换换路瞬路瞬路瞬路瞬间间，不能不能不能不能跃变跃变，但，但，但，但可以可以可以可以跃变跃变。2 2 +_R RR2R2R1R1U U8V8Vt =0t =0+4 4 i1i14 4 iCiC_uCuC_u uL LiLiLR3R34 4 下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出结论1. 1.换换路瞬路瞬路瞬路瞬间间，uCuC、 iL iL 不能不能不能不能跃变跃变, , 但其它但其它但其它但其它电电量均可以量均可以

21、量均可以量均可以跃跃 变变。 3. 3.换换路后一瞬路后一瞬路后一瞬路后一瞬间间(0+(0+时时辰辰辰辰), ), 电电容元件上容元件上容元件上容元件上电压为电压为uc(0+),uc(0+),电电感元件上感元件上感元件上感元件上电电流流流流为为iL(0+),iL(0+),为为知知知知值值。和。和。和。和电电路中的其它路中的其它路中的其它路中的其它变变量无关，可根据量无关，可根据量无关，可根据量无关，可根据这这两个知两个知两个知两个知值值求其它求其它求其它求其它变变量。量。量。量。2. 2.换换路前一瞬路前一瞬路前一瞬路前一瞬间间(0-(0-时时辰辰辰辰), ), 假假假假设电设电路路路路处处于

22、于于于稳态稳态，可，可，可，可视电视电容元件短路，容元件短路，容元件短路，容元件短路，电电感元件开路。感元件开路。感元件开路。感元件开路。下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出3.3 RC电电路的呼路的呼应应呼应呼应:根据鼓励根据鼓励(电源电压或电流电源电压或电流)，经过分析电路，经过分析电路的暂态过程得出电路的呼应的暂态过程得出电路的呼应(电压和电流电压和电流)。呼应的分类：呼应的分类： 零零输入呼入呼应: 无无电源鼓励源鼓励, 输入信号入信号为零零, 仅由由储能元件的初始能元件的初始储能所能所产生的生的电路的呼路的呼应。 零形状呼零形状呼应: 储能元件的初始能量能元件的初始能量为零

23、，零， 仅由由电源鼓励所源鼓励所产生的生的电路的呼路的呼应。 全呼全呼应: 电源鼓励、源鼓励、储能元件的初始能量均能元件的初始能量均不不为零零时，电路中的呼路中的呼应。下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出换路前电路已处稳态换路前电路已处稳态 t =0时开关时开关, 电容电容C 经电阻经电阻R 放电放电1.电容容电压 uC 的的变化化规律律(t 0)图示示电路路本本本本质质：RCRC电电路的放路的放路的放路的放电过电过程程程程3.3.1 RC电电路的零路的零输输入呼入呼应应+-SRU21+ +根据根据换路定律路定律uc0+= uc0-= U下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出

24、uc= 0R0 = R由三要素法：由三要素法：下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出2. 2.电电流及流及流及流及电电阻阻阻阻电压电压的的的的变变化化化化规规律律律律tO3. 3. 、 、 变变化曲化曲化曲化曲线线下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出4. 4.时间时间时间时间常数常数常数常数(1) 物理意物理意义单单位位位位: S: S当当 时时时间时间常数常数常数常数 决决决决议电议电路路路路暂态过暂态过程程程程变变化的快慢化的快慢化的快慢化的快慢时间常数时间常数等于电压等于电压衰减到初始值衰减到初始值U0 的的所需的时间。所需的时间。下一下一页章目章目录返回返回上一上一页

25、退出退出0.368U 越大，曲越大，曲越大，曲越大，曲线变线变化越慢，化越慢，化越慢，化越慢， 到达到达到达到达稳态稳态所需求的所需求的所需求的所需求的时间时间越越越越长长。时间时间常数常数常数常数 的物理意的物理意的物理意的物理意义义UtOuc下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出当当 t =5 时，uC根本到达根本到达稳态值。(3) (3) 暂态时间暂态时间实际实际上以上以上以上以为为 、 电电路达路达路达路达稳态稳态 工程上以工程上以工程上以工程上以为为 、 电电容放容放容放容放电电根本根本根本根本终终了。了。了。了。 t0.368U 0.U0.050U 0.018U 0.007

26、U 0.002U随随随随时间时间而衰减而衰减而衰减而衰减下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出 3.3.2 RC电路的零形状呼路的零形状呼应本本本本质质：RCRC电电路的充路的充路的充路的充电过电过程程程程分析：在分析：在分析：在分析：在t = 0t = 0时时，合上开关，合上开关，合上开关，合上开关S S， 此此此此时时, , 电电路路路路实为输实为输入一入一入一入一 个个个个阶跃电压阶跃电压u u，如，如，如，如图图。 Utu阶跃电压阶跃电压ORiuC (0 -) = 0SU+_C+_uC+_uR下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出1. uC1. uC的的的的变变化化化化

27、规规律律律律 3.3.2 RC电路的零形状呼路的零形状呼应uC (0 -) = 0SU+_C+_uC+_uR根据换路定律根据换路定律uc0+= uc0-= 0下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出uc= UR0 = R由三要素法：由三要素法：下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出(3) (3) 电电容容容容电压电压 uC uC 的的的的变变化化化化规规律律律律暂态分量暂态分量稳态分量稳态分量电路到达电路到达稳定形状稳定形状时的电压时的电压-U+U仅存在仅存在于暂态于暂态过程中过程中 63.2%U-36.8%Uto下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出t当当 t = 时

28、表示表示表示表示电电电电容容容容电压电压电压电压 uC uC 从初始从初始从初始从初始值值值值上升到上升到上升到上升到 稳态值稳态值稳态值稳态值的的的的63.2% 63.2% 时时时时所需的所需的所需的所需的时间时间时间时间。2. 2. 时间时间常数常数常数常数 的物理意的物理意的物理意的物理意义义 U下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出U0.632U 越大，曲越大，曲越大，曲越大，曲线变线变化越慢，化越慢，化越慢，化越慢， 到达到达到达到达稳态时间稳态时间越越越越长长。结论结论：当当当当 t = 5 t = 5 时时, , 暂态暂态根本根本根本根本终终了了了了, uC , uC 到

29、达到达到达到达稳态值稳态值。0.998U0.998Ut t00 00.632U0.632U 0.865U0.865U 0.950U0.950U 0.982U0.982U 0.993U0.993UtO下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出3.3.3 RC电电路的全呼路的全呼应应1. uC 1. uC 的的的的变变变变化化化化规规规规律律律律根据叠加定理根据叠加定理根据叠加定理根据叠加定理 全呼全呼全呼全呼应应 = = 零零零零输输入呼入呼入呼入呼应应 + + 零形状呼零形状呼零形状呼零形状呼应应uC (0 -) = U0SRU+_C+_iuC+_uR下一下一页章目章目录返回返回上一上一页

30、退出退出3.4 一一阶线阶线性性电电路路暂态暂态分析的三要素法分析的三要素法 仅仅含一个含一个含一个含一个储储能元件或可等效能元件或可等效能元件或可等效能元件或可等效为为一个一个一个一个储储能元件的能元件的能元件的能元件的线线性性性性电电路路路路, , 称称称称为为一一一一阶线阶线性性性性电电路。路。路。路。 在直流在直流在直流在直流电电源鼓励的情况下，一源鼓励的情况下，一源鼓励的情况下，一源鼓励的情况下，一阶线阶线性性性性电电路微分方路微分方路微分方路微分方程解的通用表达式：程解的通用表达式：程解的通用表达式：程解的通用表达式：下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出：代表一：代表一：

31、代表一：代表一阶电阶电路中任一路中任一路中任一路中任一电压电压、电电流函数流函数流函数流函数式中式中式中式中, ,初始初始初始初始值值-三要素三要素三要素三要素 稳态值稳态值-时间时间常数常数常数常数 - 利用求三要素的方法求解利用求三要素的方法求解暂态过程，称程，称为三要素法。三要素法。 一一阶电路都可以运用三要素法求解，在求得路都可以运用三要素法求解，在求得 、 和和 的根底上的根底上,可直接写出可直接写出电路的呼路的呼应(电压或或电流流)。下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出电路呼路呼应的的变化曲化曲线tOtOtOtO下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出 求求求求换换

32、路后，路后，路后，路后，电电路重新到达路重新到达路重新到达路重新到达稳态时稳态时的的的的电压电压和和和和电电流流流流 。所以求解所以求解所以求解所以求解时时，电电容容容容 C C 视为视为开路开路开路开路, , 电电感感感感L L视为视为短路。短路。短路。短路。(1) 稳态值稳态值 的计算的计算呼呼应中中“三要素确三要素确实定定例：例：uC+-t=0C10V5k5k 1 FS5k +-t =03 6 6 6mAS1H1H下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出 1) 由由t=0- 电路求电路求2) 根据换路定那么求出根据换路定那么求出3) 由由t=0+时的电路，求所需其它各量的时的电路，

33、求所需其它各量的或或(2) 初始值初始值 的计算的计算 下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出R0R0为换为换路后的路后的路后的路后的电电路，除去路，除去路，除去路，除去储储能元件后，从能元件后，从能元件后，从能元件后，从储储能元件两能元件两能元件两能元件两端看端看端看端看进进去的无源二端网去的无源二端网去的无源二端网去的无源二端网络络的等效的等效的等效的等效电电阻。阻。阻。阻。(3) (3) 时间时间常数常数常数常数 的的的的计计算算算算对对于一于一于一于一阶阶RCRC电电路路路路对对于一于一于一于一阶阶RLRL电电路路路路 留意：留意：下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出

34、R0 R0 R0的的的的计计算算算算类类似于运用戴似于运用戴似于运用戴似于运用戴维维宁定了解宁定了解宁定了解宁定了解题时计题时计算算算算电电路等效路等效路等效路等效电电阻的方法。即从阻的方法。即从阻的方法。即从阻的方法。即从储储能元件两端看能元件两端看能元件两端看能元件两端看进进去的等效去的等效去的等效去的等效电电阻，如下阻，如下阻，如下阻，如下图图。R1R2R3R1U+-t=0CR2R3S下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出例例例例1 1：用三要素法求解用三要素法求解用三要素法求解用三要素法求解解：解：电路如图，电路如图，t=0时合上开关时合上开关S，合，合S前电路已处于前电路已处

35、于稳态。试求电容电压稳态。试求电容电压 和电流和电流 、 。(1)(1)确定初始确定初始确定初始确定初始值值由由由由t=0-t=0-电电路可求得路可求得路可求得路可求得由由由由换换路定那路定那路定那路定那么么么么运用举例运用举例t=0-等效电等效电路路9mA+-6k RS9mA6k 2 F3k t=0+-C R下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出(2) (2) 确定确定确定确定稳态值稳态值由换路后电路求稳态值由换路后电路求稳态值(3) (3) 由由由由换换路后路后路后路后电电路求路求路求路求 时间时间常数常数常数常数 t电路路9mA+-6k R3k 6k R03k 下一下一页章目章目

36、录返回返回上一上一页退出退出三要素三要素三要素三要素uC uC 的的的的变变变变化曲化曲化曲化曲线线线线如如如如图图图图18V54VuCuC变变变变化曲化曲化曲化曲线线线线tO下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出用三要素法求用三要素法求S9mA6k 2 F3k t=0+-C R3k 6k +-54 V9mAt=0+等效电路等效电路下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出方法方法2下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出例例2：由由t=0-时电路路电电电电路如路如路如路如图图图图，开关，开关，开关，开关S S闭闭闭闭合前合前合前合前电电电电路已路已路已路已处处处处于于于于稳

37、态稳态稳态稳态。t=0t=0时时时时S S闭闭闭闭合，合，合，合，试试试试求：求：求：求：t t 0 0时电时电时电时电容容容容电压电压电压电压uCuC和和和和电电电电流流流流iCiC、i1i1和和和和i2 i2 。解：解： 用三要素法求解用三要素法求解用三要素法求解用三要素法求解求初始值求初始值t=0-等效电路等效电路1 2 + +- -6V3 +-+-St=06V1 2 3 +-下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出求时间常数求时间常数由右由右图电路可求得路可求得求稳态值求稳态值 2 3 +-+-St=06V1 2 3 +-2 3 R0下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出

38、( 、 关联关联)+-St=06V1 2 3 +-下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出3.5 微分微分电电路和路和积积分分电电路路3.5.1 微分微分电电路路 微分微分微分微分电电路与路与路与路与积积分分分分电电路是矩形脉冲鼓励下的路是矩形脉冲鼓励下的路是矩形脉冲鼓励下的路是矩形脉冲鼓励下的RCRC电电路。假路。假路。假路。假设选设选取不同的取不同的取不同的取不同的时间时间常数，可构成常数，可构成常数，可构成常数，可构成输输出出出出电压电压波形波形波形波形与与与与输输入入入入电压电压波形之波形之波形之波形之间间的特定微分或的特定微分或的特定微分或的特定微分或积积分的关系。分的关系。分

39、的关系。分的关系。1. 1. 电电路路路路条件条件条件条件(2) (2) 输输出出出出电压电压从从从从电电阻阻阻阻R R端取出端取出端取出端取出TtU0tpCR+_+_+_下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出2. 2. 分析分析分析分析由由由由KVLKVL定律定律定律定律由公式可知由公式可知 输出电压近似与输入电输出电压近似与输入电压对时间的微分成正比。压对时间的微分成正比。3. 3. 波形波形波形波形tOCR+_+_+_tt1UtpO下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出不同不同时的时的u2波形波形=0.05tp =10tp =0.2tp =0.2tp 运用运用运用运用:

40、: 用于波形用于波形用于波形用于波形变变换换, , 作作作作为为触触触触发发信号。信号。信号。信号。UUUCR+_+_+_2TTUtT/2tpT2TtT2TttT2T2TTtU下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出3.5.2 积积分分电电路路条件条件条件条件(2) (2) 从从从从电电容器两端容器两端容器两端容器两端输输出。出。出。出。由由由由图图：1. 1.电电路路路路 输出电压与输入电输出电压与输入电压近似成积分关系。压近似成积分关系。2.分析分析TtU0tpCR+_+_+_下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出3.3.3.3.波形波形波形波形t2Utt1tt2t1Utt2

41、t1U 用作示波器的扫描锯齿波电压用作示波器的扫描锯齿波电压运用运用运用运用: :u1下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出3.6 RL电电路的呼路的呼应应3.6.1 RL 3.6.1 RL 电电路的零路的零输输入呼入呼应应(1) (1) 的的的的变变化化化化规规律律律律( (三要素公式三要素公式三要素公式三要素公式) ) 1) 1) 确定初始确定初始确定初始确定初始值值 2) 确定稳态值确定稳态值 3) 3) 确定确定确定确定电电路的路的路的路的时间时间常数常数常数常数U+-SRL21t=0+-+-下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出(2) (2) 变变化曲化曲化曲化曲线线

42、OO-UUU+-SRL21t=0+-+-下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出RL直接从直流直接从直流电电源断开源断开(1) (1) 能能能能够产够产生的景象生的景象生的景象生的景象1)1)刀刀刀刀闸处产闸处产生生生生电电弧弧弧弧2)2)电压电压表瞬表瞬表瞬表瞬间过电压间过电压U+-SRL21t=0+-+-U+-SRL21t=0+-+-V下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出(2) (2) 处处理措施理措施理措施理措施2) 2) 接接接接续续流二极管流二极管流二极管流二极管 VD VD1) 1) 接放接放接放接放电电电电电电电电阻阻阻阻VDU+ +- -SRL21t=0+-+-

43、U+ +- -SRL21t=0+-+-下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出3.6 .2 RL电电路的零形状呼路的零形状呼应应1. 1. 变变化化化化规规律律律律 三要素法三要素法U+-SRLt=0+-+-下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出2. 2. 、 、 变变化曲化曲化曲化曲线线OO下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出 3.6.3 RL电路的全呼路的全呼应1. 1. 变变化化化化规规律律律律 ( (三要素法三要素法三要素法三要素法) )+-R2R14 6 U12Vt=0-t=0-时时等效等效等效等效电电路路路路t=012V+-R1LS1HU6 R23 4 R3

44、+-下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出12V+-R1LSU6 R23 4 R3t = t = 时时等效等效等效等效电电路路路路+-R1L6 R23 4 R31H下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出用三要素法求用三要素法求用三要素法求用三要素法求2. 2. 变变化化化化规规律律律律t=0+等效电路等效电路下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出21.2O变化曲线变化曲线变变化曲化曲化曲化曲线线42.40+-R1i Li LU6 R23 4 R3t= 时等效电路时等效电路+-下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出用三要素法求解用三要素法求解解解:知：知：知：知：

45、S S 在在在在t=0t=0时闭时闭合，合，合，合，换换路前路前路前路前电电路路路路处处于于于于稳态稳态。求。求。求。求: : 电电感感感感电电流流流流例例:t = 0等效等效电路路2 1 3AR12 由由t = 0等效等效电路可求得路可求得(1) (1) 求求求求uL(0+) , iL(0+)uL(0+) , iL(0+)t=03AR3IS2 1 1H_+LSR2R12 下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出由由t = 0+等效等效电路可求得路可求得 (2) 求稳态值求稳态值t = 0+等效电等效电路路t = 等效电路等效电路2 1 2 R1R3R2由由t = 等效电路可求得等效电路可求得t=03AR3IS2 1 1H_+LSR2R12 下一下一页章目章目录返回返回上一上一页退出退出(3) 求时间常数求时间常数起始值起始值-4V稳态值2A0tiL , uLiL , uL变变化曲化曲化曲化曲线线t=03AR3IS2 1 1H_+LSR2R12 2 1 R12 R3R2L