电工电子第二章课件电路的暂态分析.ppt

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。
电感元件
1)符号
2)元件特性
L
i
+ u -


i
0
线性电感的~i (韦安)特性是过原点的直线
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
–
+
e
电感元件

i e
L
i
+ u -
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 = L di / dt;
u,i 为非关联方向时,u = – L di / dt 。
电感元件小结
电感元件
1)符号
C
i
u
+
–
+
–
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~u 特性是过原点的直线
q
u
O

c为电容器的电容,
单位:F[(法)拉]
常用F,pF等表示
1F=106 F =1012 pF
3) 线性电容的电压、电流关系
C
i
u
+
–
+
–
则
电容元件
q=cu
u, i 取关联参考方向
4)电容的储能
电容储存的电场能量
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(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 。
电容元件