chapter5 电路的动态分析.ppt

华中科技大学文华学院机电学部

电路理论
2. 一阶电路的零输入响应、零状态响应和
全响应求解;
重点
3. 稳态分量、暂态分量求解。
1. 动态电路方程的建立及初始条件的确定;
第五章电路的动态分析
电路动态响应的基本概念及换路定则
一阶电路的零输入响应
一阶电路的零状态响应
一阶电路的全响应
一阶电路分析的三要素法
阶跃函数
微分电路和积分电路
第五章电路的动态分析
含有电容和电感这样的储能元件的电路称动态电路。
1. 动态电路
电路动态响应的基本概念及换路定则
动态电路在一定条件下是处于一种稳定状态的。
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。
产生暂态过程的条件:电路结构或参数的突然改变。
产生暂态过程的原因:能量不能跃变,电感及电容能量的存储和释放需要时间,从而引起过渡过程。
电路暂态分析的内容
(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。
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。
直流电路、交流电路都存在暂态过程, 我们讲课的重点是直流电路的暂态过程。
电阻电路
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)。
图(a):
合S前:
例:
t
I
O
(a)
S
+
-
U
R3
R2
u2
+
-
i
S未动作前,电路处于稳定状态
i = 0 , uC = 0
i = 0 , uC= Us
S
+
–
uC
Us
R
C
i
(t = 0)
S接通电源后很长时间,电容充电完毕,电路达到新的稳定状态
+
–
uC
Us
R
C
i
(t →)
初始状态
过渡状态
新稳态
t1
US
uc
t
0
?
i
有一过渡期
电容电路
S未动作前,电路处于稳定状态
i = 0 , uL = 0
uL= 0, i=Us /R
S接通电源后很长时间,电路达到新的稳定状态,电感视为短路
初始状态
过渡状态
新稳态
t1
US/R
i
t
0
?
UL
有一过渡期
S
+
–
uL
Us
R
L
i
(t = 0)
+
–
uL
Us
R
L
i
(t →)
电感电路
过渡过程产生的原因
电路内部含有储能元件 L 、C,电路在换路时能量发生变化,而能量的储存和释放都需要一定的时间来完成。
电路结构、状态发生变化
换路
支路接入或断开
电路参数变化
2. 动态电路的方程
+
–
uC
Us
R
C
i
(t >0)
应用KVL和元件的VCA得: