电工电子学第二章 杨信锟.ppt

第二章电路的暂态分析
1
基本内容
换路定则及暂态过程初始值的确定
一阶电路的暂态响应
一阶电路暂态分析的三要素
微分电路和积分电路
2
1. 掌握换路定则的应用
3. 一阶电路暂态分析的三要素法
重点:
2. 掌握初始值和时间常数的计算
换路定则及暂态过程初始值的确定
稳定状态:
在指定条件下电路中电压、电流已达到稳定值。
相关概念
有电流 I , 是一确定的值。
合S后:
图(a):
合S前:
例:
t
I
O
(a)
S
+
-
U
R3
R2
u2
+
-
暂态过程:
电路从一种稳态变化到另一种稳态的过渡过程。
稳态
暂态
新的稳态
换路
换路: 电路所处的条件或状态发生变化。如:
电路接通、切断、短路、电压改变或参数改变
1、电路中产生暂态过程的原因
例:含 C、L的电路,换路时
L 储能:
C 储能:
S由2到1:
闭S置2:
+
-
S
R
U
2
1
+
–
+
–
t
O
2、产生暂态过程的原因:
在换路瞬间储能元件的能量也不能跃变
3. 产生暂态过程的必要条件:
(1) 电路中含有储能元件(内因)
(2) 电路发生换路(外因)
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。
4、研究暂态过程的实际意义
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。
5、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。
注意: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。
(2) 影响暂态过程快慢的电路的时间常数。
换路定则
注:换路定则仅用于换路瞬间来确定暂态过程中uC、 iL初始值。
设:t=0 表示换路瞬间(定为计时起点)
t=0- 表示换路前的终了瞬间
t=0+ 表示换路后的初始瞬间(初始值)
L储能:
C 储能:
求解要点:
(2) 再求其它电量初始值。
初始值:电路中各 u、i 在 t =0+ 时的数值。
(1) 先求 uC( 0+ )、iL ( 0+ ) 。
1) 由t =0-的电路(换路前稳态)求uC ( 0–) 、iL ( 0–);
2) 根据换路定律 uC( 0+ )= uC ( 0–) 、iL ( 0+ ) =iL ( 0–) 。
1) 画出t =0+ 的电路,电容等效为电压为uC( 0+ )的恒压源,
电感等效为电流为iL ( 0+ )的恒流源。
2) 再列方程求解其它电量的初始值;
初始值的确定
暂态过程初始值的确定
例1.
解:
(1)由换路前电路求
由已知条件知
根据换路定则得:
已知:换路前电路处稳态,C、L 均未储能。试求:电路中各电压和电流的初始值。
S
(a)
C
U
R2
R1
t=0
+
-
L