电路基础（第2版）教学课件作者李雪红5.ppt

,无论是直流电路还是正弦交流电路,都是对电路的稳定状态进行分析。所谓稳定状态是指各处的响应是恒定不变,或是随时间按周期规律变化,简称稳态。当电路含有储能元件(如电容、电感)且电路的结构或元件参数发生改变时,电路的工作状态将由原来的稳态转变到另一个稳态,这种转变一般说来不是即时完成的,需要经历一个过程,这个过程被称作过渡过程或动态过程。电路过渡过程所经历的时间往往较为短暂,所以过渡过程又被称为暂态过程,简称暂态。。例如在电子技术中常利用暂态过程来改善以至产生某些特定的波形。然而,暂态过程也有其有害的一面,如某些电路在接通或断开时要产生过电压或过电流现象从而使电器设备遭到损坏。因此,分析研究电路的暂态过程十分重要。电路的动态响应一般是指暂态过程中,电路中待求的电压或电流。该项目集中讨论一阶电路动态响应的求解。所谓一阶电路是指若描述该电路动态过程的数学模型是一阶微分方程,则该电路称为一阶电路。,其响应就可以由给定的公式求出,不必列出其微分方程再去求解。这就提出一个问题,能否不列出电路的微分方程就可判断电路的阶数?对有些电路可以直观判断,例如电路中只含有一个动态元件,则该电路只能}是一阶电路;若电路含有两个以上动态元件,且这些动态元件既有感性元件(L、M)又有容性元件(C),则此电路一般说来不是一阶电路;若电路含有两个以上同一类型的动态元件,或者都是感性元件,或者都是容性元件,是否能判断此电路是否是一阶电路呢?:将所分析电路中的所有独立电源去掉(电压源短接,电流源开路),而后将相互串并联的电阻元件、电感元件、电容元件合并,逐步简化电路,若最终可以简化为一个RC回路或RI回路,则原电路一定是一阶电路,否则就不一定是一阶电路。用时域法分析线性电路的暂态过程时,所得到的方程是常系数线性微分方程。此方程解答中的积分常数必须由初始条件来确定,下面主要介绍如何确定电路的初始条件。,把电路中支路的接通和断开,电源或电路元件参数改变等,统称为换路。不论电路的状态如何改变,电路中所具有的能量是不能突变的。比如,电感的磁场能及电容的电场能都不能发生突变。若要使电路的状态发生改变必须满足下列三个条件:(1)电路中至少需要有一个动态元件。(2)电路需要换路。(3)换路后的瞬间,电容电压、电感电流值不等于新的稳态值。(t)=dω(t)/dt能量的积累和释放是需要一定时间的即能量是不能突变的。例如,自炽灯在开关接通和断开时其温度升高或降低不能跃变,因为其存储的热能不能产生跃变的缘故。如图5一1(a)和图5一1(b)所示,分别是由RC和RL组成的电路。开关接通或断开时,由于电源的输出功率是有限的,电路中的能量虽有改变,但电容器中的电能告1/2CuC2,和线圈中的磁能1/2LiL2、是不能发生跃变的。因此,uc和iL的变化必然是连续的。,对于电容元件iC(t)=Cduc/dt对于电感元件Ul(t)=Ldi/dt由此可见知:电容电压uC不能跃变,而只能连续地变化;否则,电流iL将为无限大,这在实际电路中是不可能的。电感电流i},也不能跃变,而只能连续地变化;否则,电压uL将为无限大,这在实际电路中也是不可能的。上述结论称为换路定则。由于研究的是换路之后电路的暂态过程,故常把换路的瞬间作为计时起点,记作t=0,并把换路前的最后瞬间,记为t=0,而将换路后的最初瞬间记作t=0+,,((t=0+时)的值,称为电路的初始值。换路定则只能确定换路瞬间的电容电压值和电感电流值,而电容电流、电感电压以及电路中的其他元件的电流、电压初始值是可以发生跃变的。将uC(0+)和iL(0+)称为独立的初始值,把除电容电压和电感电流外,在t=0+时刻的其他响应值称为非独立初始值。独立的初始值和非独立的初始值统称为暂态电路的初始值,即t=0+时电路中电压、电流的瞬时值。,电路中非独立初始值可按下列原则确