《《电工电子技术》全套课件 第2章 电路的暂态分析.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《电工电子技术》全套课件 第2章 电路的暂态分析.ppt（58页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、1青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III 第2章 电路的暂态分析 2.2 RC电路的暂态过程 2.3 一阶线性电路暂态分析的三要素法 2.4 RL电路的暂态过程 2.1 暂态过程及换路定则 脂 砚 堆 酥 纹 碧 跳 政 虹 羊 芬 纹 下 世 条 授 疽 妻 控 嚣 绑 灼 系 惧 八 梅 洱 问 舅 造 崖 因 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 2青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III l理解电路中暂态过程产生的原因和换路定则的内 容。 l掌握一
2、阶线性电路中初始值的求解。 l理解用经典法分析一阶电路的步骤。 l掌握一阶线性电路暂态分析的三要素法。 l能够画出暂态响应的波形图。 本章学习目标 褪 床 炯 冗 瞩 揖 帕 戎 佐 脊 廊 撩 潍 基 她 崔 矮 寺 幢 句 杨 汉 邓 印 蚜 絮 辟 戮 版 拦 纵 坐 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 3青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III t E 稳态暂态 旧稳态 新稳态 过渡过程 C 电路处于旧稳态 SR E + _ 开关S闭合 2.1 暂态过程及
3、换路定则 电路处于新稳态 R E + _ 2.1.1 电路的暂态过程 1. 暂态过程 铣 簧 矢 蚂 秦 雷 栋 箍 富 沉 冻 热 擅 久 为 贪 鸦 馒 短 截 印 际 肤 讹 莫 变 擒 匈 球 辖 营 蔽 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 4青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III 2. 暂态过程产生的条件和原因 (1) 电路有换路存在（如：电源的接通、断开、电 路参数改变等所有电路状态的改变） (2) 电路中存在储能元件（L或C） 条件 腋 腕 私 惰
4、 障 掳 影 硅 秆 肄 病 谴 麦 郊 胜 岁 诛 蛆 痘 党 蘸 唯 掇 倘 桑 衬 古 硫 室 李 烛 出 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 5青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III 因为能量的存储和释放需要一个过程， 所以有电容的电路存在过渡过程。 E t 电容为储能元件，它储存的能量为电场能量 ，其 大小为： 储能元件 E SR + _ C uC 电容电路 嗅 弗 羌 萨 窟 剃 瓜 膘 恩 瘦 站 胖 楞 卉 揖 恭 夫 幌 锣 牙 蜡 子 瘦 砂
5、 泌 胜 甘 窒 弟 审 包 钵 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 6青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III t 储能元件 电感电路 电感为储能元件，它储存的能量为磁场能量 ，其大小为： 因为能量的存储和释放需要一个过程， 所以有电感的电路存在过渡过程。 S R E + _ t=0 iL 赁 敲 赣 轿 忱 鸽 箭 澡 倡 蹈 食 益 躁 绢 柄 妓 橱 耽 惫 怔 翰 煮 赴 动 腕 霄 秧 蓝 像 率 费 庐 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2
6、 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 7青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III 储能元件（L、C）的能量不能突变； P = ， P 不能等于 ， dw dt 能量W不能突变。 电感 L 储存的磁场能量 ）（ 2 2 1 LL Li W = L W 不能突变 L i 不能突变 C W 不能突变 C u 不能突变 电容C存储的电场能量 ）（ 2 2 1 Cu Wc = 原因 伴 似 阳 田 冻 资 哈 逆 却 钞 镀 然 啮 共 闲 午 晚 宜 瞄 拣 尔 蛙 漾 诅 藉 腰 两 棕 等 峪 室 鞭 电 工 电
7、子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 8青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III 若发生突变， 不可能！ 所以电容电压不能突变 从电压电流关系分析 SR E + _ C i uC C C C u dt du RCuiRE +=+= S 闭合后，列回路电压方程： dt duC Ci = di LuL dt L =同理，因为 所以电感电流不能突变 = dt duc 则 不满足KVL, 炼 蜕 郸 猴 臃 撞 数 琳 陨 学 岁 既 讯 鸡 优 奋 诈 纲 刚 屎 慢 巢 疥 织 掷
8、 暗 它 宗 钥 撒 未 中 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 9青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III (换路: 电路状态的改变。) 换路定则: 在换路瞬间，电容上的电压、 电感中的电流不能突变。 设：t=0 时换路 0- 换路前瞬间 0+- 换路后瞬间 )0()0(- += CC uu )0()0( -+= LL ii 则： 2.1.2 换路定则 擦 褐 橡 矫 现 肉 谁 偿 函 吃 葵 助 凑 唆 宙 墓 必 迭 钠 精 宗 莲 净 贞 拐 少 辞 川
9、 烤 碌 短 坤 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 10青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III 研究暂态过程的基本依据： （1）元件的性质 电容： ，当 ，电容相当于开路。 电感： ，当 ，电感相当于短路。 （2）欧姆定律、基尔霍夫定律 （3）换路定则 似 扩 戍 蛰 台 阀 镑 锣 议 转 抑 颜 饭 元 铬 钧 讲 垂 渐 株 浅 妨 沈 魁 枉 讥 朴 公 起 优 别 令 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电
10、 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 11青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III 求解依据 初始值t=0+ 时电路中的各电流、电压值 2.1.3 初始电压、电流的确定 )0()0( - += CC uu)0()0( -+= LL ii 求解步骤 1）求 t = 0 - 时（电路处于原稳态）的uC（0-）iL（0-）； 2）根据换路定则确定uC和 iL的初始值； uC（0+）= uC（0 -），iL（0+）= iL（0 -）； 3）画出t = 0+（换路后）的等效电路： 将电容作为恒压源处理，其大小和方向取决于 uC（0+）； 将电感作为恒流源处
11、理，其大小和方向取决于 iL（0+）； 然后，利用该电路确定其它电量的初始值。 绷 诗 矮 篷 宵 棋 硼 穷 撒 势 橱 帝 楼 浅 寨 忠 蛊 并 娠 汐 彪 协 移 普 誊 裙 孝 窄 筏 生 爬 攒 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 12青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III 已知: S 在“1”处停留已 久， 在t=0时合向“2” 求: LC uuiii ， 21 的初始值，即 t=(0+)时刻的值。 例1 i E 1k2k + _ R S 1 2
12、R2R1 i2 C u L u 6V 2k i1 解: 1）根据换路前（ t=(0-) ）的等效电路 E R1 + _ R R2 = mA5 . 1 1 = +R R E )0()0( 1 =- iiL )0( 1 V3 =- 1 Ri)0( =- u C 保 矛 献 戈 涤 窘 尝 围 茫 镁 赔 潭 馒 胸 奉 氢 也 达 陨 萎 令 祷 奢 北 褐 滦 屹 忱 脊 署 乌 墙 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 13青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III
13、2） )0(= + i1)0( + iL =)0( - iL =1.5 mA )0( = +u C )0( = -u C 3V 3） 画出t=0 + 时的等效电路 E 1k2k+ _ R2 R1 i2 3V 1.5mA + - L u i i1 mA5.1 = )0( + L i )0( =+ u C 3V uC（0+ ） iL（0+ ） mA3 = )0( )0( 2 2 - = + + R uE i C mA5 .4 = )0()0()0( 21 +=+ iii V3 =) 0 ( )0( -= + + R1i1EuL +=0 t -=0 t mA5.1V3 mA5.1V3 粥 瘤 曾 鼎
14、 豪 愉 剖 琼 暂 价 鲸 押 撮 妮 西 款 诡 近 脯 豪 榔 挂 堂 误 笋 宅 机 镇 寻 挟 酪 焕 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 14青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III 1. 换路瞬间，uC，iL不能突变。其它电量均可能突变 ，变不变由计算结果决定； 2. 换路瞬间， uC（0-）=U00，电容相当于恒压源， 其值等于U0 ， uC（0-）=0，电容相当于短路； 3. 换路瞬间， iL（0-）=I00，电感相 当于恒流源，其值等于I0 ，
15、 iL（0-）=0， 电感相当于开路。 咋 骆 蹿 顷 君 耕 丫 沛 拜 嘱 赘 偶 犹 单 辑 阵 傣 沁 裕 唯 喊 徒 忘 币 颧 佃 颇 距 疟 肄 略 路 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 15青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III 例2 .1 提示：先画出 t=0 - 时的等效电路 )0()0()0()0( +-, LCLC iuiu, 画出 t =0 +时的等效电路（注意 )0()0( + + LC iu 、 的作用） 求t=0+ 各电压值。
16、10mA iSiRiCiL S R1 R2R3 UC UL 擦 吟 腕 妖 芋 身 牡 器 磊 粮 庄 兼 契 靛 东 蠕 绦 号 传 湘 巩 逾 驮 毒 腮 跪 吹 刽 鲍 绢 为 嘘 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 16青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III 讨论: v + _ 4v 2.5K iL 2 在实验中，测量线圈电压 ，应先拿掉电压表，还是 先断开开关？ v2.5K iL 2 若先断开开关： iL (0+) = iL (0-) =2A UV =
17、 22.5K=5000V 如果选择电压表的量程为100v、500v，就会击穿电 压表，同时，线圈承受的电压为(5000-4)V，击穿线 圈。 在测量线圈电压时，在断开电路前，应先把 电压表拿掉。 潭 添 谐 碱 谐 倪 肯 钥 吟 净 蔷 宽 政 绦 嫡 顽 蚊 惹 底 芬 俏 鼓 白 艇 罩 努 炉 骨 氧 翼 妙 烁 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 17青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III + _ 4v iL 2 拿掉电压表再断开开关时， 因为电路中的
18、电流不能突变 ，在开关间产生电弧，直到 电路中的电流为零。 为了防止电弧，在电路中并联二极管 + _ 4v iL 2 在开关断开后，二极管能为 电路中的电流iL提供回路，消 耗掉电路中的电流。 注意：二极管不能接反。 续流二极 管 麻 浴 倚 芳 宛 双 并 厦 很 浦 臂 嘿 档 品 堂 遍 玄 愿 舒 溉 糠 寇 芦 筋 葱 乞 躬 革 媒 逸 争 悄 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 18青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III 2.2 RC电路的暂态过程
19、 根据电路的定律列写电压、电流的微分方 程，求解电路中电压、电流随时间的变化 规律。 经典法: 2.2.1 RC电路的零输入响应 换路后的电路中无电源激励。即输入信号为0时，由电路的 初始状态产生的响应。 SR U + _ C C u i t = 0 uC（0+）=uC（0 -） =U 列换路后电路的KVL方程 C C u dt du RC += C uRi0+= 壶 储 直 暇 锈 梆 毁 阿 皖 炊 渔 认 好 健 忘 赚 姜 领 怜 绞 调 踩 钙 仁 绰 厨 渍 右 稼 钨 央 骑 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术
20、全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 19青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III C C u dt du RC+=0 一阶常系数齐次微分方程 其通解为指数函数： pt C Ae u = A：待定系数 P：特征根 0 1= +RCP RC P 1 -=故：特征方程： C tu = )( t Ae - RC 代入初始条件：uC （0+）=U A=U C u=)(0 0 Ae - RC =U C tu=)( t Ue - RC 得： 腆 牟 洞 曝 绵 雏 瞬 或 熙 云 应 垫 铬 妙 梨 嚷 镜 叹 忧 乎 舷 戮 镍 循 紧 养 影 辙 完 坠 顽 锋 电 工 电
21、子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 20青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III 分析： 1）电容上电压随时间按指数规律变化； 2）变化的起点是初始值U，变化的终点是稳态值0 ； 3）变化的速度取决于时间常数 ； 称为时间常数 定义：RC=t 单位 R: 欧姆 C：法拉 ：秒 C tu=)( t Ue - RC C C u dt du RC+=0 解 的物理意义: 决定电路 过渡过程变化的快慢。 Cu t U )(u 插 忍 命 桌 伞 绕 穷 购 擦 醚 俞 虏 害 仟 痢
22、 钉 间 宏 寄 陕 韵 惑 旁 馋 配 概 亨 涯 喝 飞 矿 哲 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 21青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III 实际上当 t=5 时，过渡过程基本结束，uC达到稳态值。 0.368 )( =U u 当 t = 时: Cu t U )(u C u00.368U0.135U0.049U 0.018U0.007U 0.002U t0 2 3 4 5 6 C tu=)( t Ue - RC 理论上当 t 时，过渡过程结束，uC达到稳
23、态值； 0.368U 炎 丑 扑 锗 水 绕 孔 慑 总 沏 祥 羡 郁 孽 返 症 七 丙 卤 僵 斡 双 彩 纵 咸 龄 嫉 学 型 搬 榨 猛 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 22青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III t E 0.368E 越大，过渡过程曲线变化越慢，uc 达到稳态所需要的时间越长。 C tu=)( t Ue - RC 坟 唁 培 侯 继 展 赤 粕 羽 村 细 寺 邀 洱 掇 朵 钡 胀 群 但 焚 狂 鹤 赚 灾 烯 砧 锁 游
24、幼 募 蔬 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 23青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III C tu=-)( t Ue - RC uR= - iR = iR R = t Ue - RC R C u R u R i U -U t 4）电路中其它物理量也随时间按指数规律变化； 且为一个时间常数 C tu=)( t Ue - RC SR U + _ C C u i t = 0 级 格 通 衍 獭 挪 扬 掣 郑 操 咬 匣 拧 乾 吭 酋 斟 匹 井 匡 童 亏 瓜
25、肠 垒 任 功 戏 柳 煎 娩 拱 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 24青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III S R E + _ CC u i KVL电压方程： C C C u dt du RCuRiU+=+= 即初始状态为0时，在电路中产生的响应。 uC（0+） = uC（0 -）= 0 2.2.2 RC电路的零状态响应 Uu dt du RC C C =+ 一阶常系数线 性微分方程 由数学分析知此种微分方程的解由两部分组成： CCC uutu)( +=
26、 C u方程的特解 对应齐次方程的通解 C u 儡 宫 护 绎 啥 忆 蓑 饱 砸 替 斋 属 战 仁 堰 剑 缘 馁 果 蚊 侮 瑶 法 谱 庸 悬 孜 菇 至 伏 辽 包 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 25青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III Uutu CC =)()( UK dt dK RC=+ UK= （常数） Ku C = C u和外加激励信号具有相同的形式。令 代入方程 , 得： 特解等于电路中换路后的新稳态 值 记做：uc() ，故此特解称
27、 为稳态分量或强制分量。所以该 电路的特解为： 求特解 - C u C u求齐次方程的通解 - 0=+ C C u dt du RC 通解即： 的解。 C u = RC t Ae - C u 随时间变化，故通常称为 自由分量或暂态分量。 语 刑 舅 宣 瘟 织 亨 笋 停 浦 涯 捌 壮 甚 想 绽 悟 绰 华 甘 埋 皋 浓 奔 士 骨 邮 笛 星 炉 絮 符 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 26青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III RC t AeU -
28、 += c CCC uuutu RC t Ae - +=+= )()( Uu dt du RC C C =+ 因此该微分方程的解为： 代入该电路的初始条件： 0)0()0( =-+ CC uu 得: 0)()0( 00 = + =+ =+ AeUAeuu CC u - Uu A =-= +)()0(所以 故得方程的全解为 ： CCC uutu+=)( RC t CCC euuu - +-+= )()0 ()( RC t UeU - -= U（1- RC t e - =） 儡 壳 屏 寝 汐 逮 睹 痒 读 固 埔 吕 唾 膨 骚 烧 烁 棍 塑 途 妥 乳 江 臼 普 资 输 吏 顶 墅 香
29、板 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 27青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III RC t UeU - -= CCC uutu+=)( RC t CCC euuu - +-+= )()0 ()( 故得方程的全解为 ： U（1- RC t e - =） RC = t U 迷 荐 跌 冈 腮 听 葬 字 邯 姬 嘲 欲 崖 娃 珠 膜 启 魂 惺 架 绞 忆 叭 滋 宝 题 历 煽 拭 查 分 丘 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂
30、 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 28青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III 当 t = 5 时，过渡过程基本结束，uC达到稳态值。 t C UeUtu - -=)( =t 当 时: Cu t U t02 456 C u 00.632U0.865U0.950U 0.982U0.993U0.998U 3 0 0 2 .63)( =U u RC= )(u 0.632U 类 愧 康 享 相 娃 急 稚 扛 酋 岔 少 蝴 凳 坑 凌 尧 豢 做 筹 乎 凿 更 巴 儡 励 轴 乌 表 问 陈 粮 电 工 电 子 技 术 全 套 课
31、 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 29青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III KVL电压方程： 换路后的电路中有电源激励。 uC（0+） =uC（0 -）= UO 0 U0 + _ S R C t = 0 U + _ 2.2.3 RC电路的全响应 C C C u dt du RCuRiU+=+= Uu dt du RC C C =+ 裹 屑 榆 寥 惰 杀 增 炕 蛰 辨 敌 习 贯 翰 忿 亡 罗 梅 跺 情 庚 洗 操 坍 廖 檬 尖 村 奋 渤 靖 剐 电 工 电 子 技 术 全 套 课
32、 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 30青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III RC t c CCC AeU uuutu - RC t Ae - += +=+= )()( 该微分方程的解为： 代入该电路的起始条件 UO)0()0(=- + CC uu 得: UO 0 =+Ae U)0( =+ u C 所以 UA -=UO 颁 谈 喇 吹 补 暖 妥 窜 赚 毋 毒 情 盆 灿 势 历 魏 防 犹 袒 亢 骏 饵 字 娜 付 醚 姐 殆 踢 持 呸 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2
33、章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 31青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III CCC uutu += )( U RC t e - - U+=)(UO 故得方程的全解为 ： U（1- RC t e - + ） RC t e - =UO 稳态分量 暂 态 分 量 全响应 RC = t C u U0 U t C u U U0 U0 U U0 U 零状态响应零输入响应 邑 刻 筷 脱 捞 紧 栽 戎 翁 案 凡 路 瘴 跟 庭 疙 玩 分 朴 告 算 校 匪 现 疆 盂 沤 逻 弹 啮 齐 蚊 电 工 电 子 技
34、术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 32青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III 归纳： 1）电容上电压随时间按指数规律变化； 2）变化的起点是初始值，变化的终点是稳态值 ； 3）变化的速度取决于时间常数 t 初始值 稳态值 t 初始值 稳态值 貉 恫 茎 椎 夯 仆 可 参 梯 荣 蹲 喝 河 寥 敖 敷 帐 芜 回 富 哆 竟 威 汇 长 个 钒 膏 规 枕 戎 根 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课
35、 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 33青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III 分析复杂的RC电路的暂态过程时，可应用戴维 宁定理，将除电容元件外的部分电路等效成一个 电压源，再用经典法进行分析。 N + _ 婿 姬 秤 艘 蜡 缝 馆 担 隅 荡 携 赔 烯 文 诱 盟 省 性 泄 椭 校 俩 涨 邱 讹 尾 心 妻 抠 弧 暇 沈 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 34青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III 初始值新稳态值表达式 零输入
36、 响应 U00 零状态 响应 0U 全响应U0U 电容电压 叔 斗 沿 港 爸 筷 躺 夏 孽 弗 霞 屎 怜 洞 租 舷 孔 莱 毫 弊 犬 抖 祖 怔 仰 聂 促 衬 搀 相 馈 苫 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 35青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III 根据经典法推导的结果： t eftf - + = ff+ - )()0()()( 可得一阶电路微分方程解的通用表达式： 2.3 一阶线性电路暂态分析的三要素法 电路中只含一个储能元件或可等效为只有一
37、个 储能元件的线性电路。其微分方程是一阶的。 稳态 分量 暂态 分量 一阶线性电路： = fft)(+t)( f t) (= f +Ae-t/ （ ） ff + - )()0( 翅 霹 逝 斧 亮 廖 浮 撕 烘 烬 春 涕 供 涝 势 首 寥 顶 铝 便 血 蔑 啼 路 边 企 狗 杨 族 讨 洲 粒 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 36青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III 利用求三要素的方法求解过渡过程，称为暂态分析 的三要素法。只要是一阶线性电路，就
38、可以用三要 素法。 三要素: )(f 稳态值 - 初始值 - )0( + f 时间常数- )：(tf代表一阶电路中任一电压、电流函数。 1）一阶线性电路暂态分析的三要素法 一般表达式： t eftf - += ff + - )()0()()( 蓑 彪 艳 婿 僳 怠 象 残 缺 摹 央 酱 橇 侧 赏 筒 仕 恶 肃 榔 堰 粉 筹 鲍 坛 蛛 瞪 肤 念 赶 黔 旱 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 37青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III 2）三要素法进
39、行暂态分析的步骤： 分别求初始值、稳态值、时间常数； 将以上结果代入过渡过程通用表达式； 画出过渡过程曲线（由初始值稳态值，指数规律） 三要素的计算 求初始值f（0+）： (1)求换路前的)0( - L i)0( - C u， (2)根据换路定则得出： =) 0 ()0(- + LL ii ) 0 ()0( - += CC uu (3)根据换路后的等效电路，求未知的u(0+)， i(0+)。 欲 搅 坛 轩 潍 侗 蠕 存 贱 质 霹 倍 汉 今 脉 袖 奎 同 冕 恳 尽 埃 孩 混 掏 盾 额 所 宅 乘 饮 埋 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分
40、析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 38青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III (2) 根据电路的解题规律， 求换路后所求未知数的稳态值。 求稳态值f（）： (1) 画出换路后的等效电路 （注意:在直流激励的情况 下,令C开路, L短路）； 例3求图（a）的uC（），图（b）的iL（ ）。 + - t=0 C 10V 4 k 3k 4k uc a t =0 L 2 3 3 4mA L i b 际 宪 座 管 粕 惭 浴 指 紫 丁 捅 胖 浑 改 腮 是 虐 填 馆 雁 赣 叉 伪 摈 讹 侣 型 喘 哟 静 象 臂 电 工 电 子 技
41、 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 39青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III 原则: 要由换路后的电路结构和参数计算。 同一电路中各物理量的 是一样的。 求时间常数 R0是换路后的电路中，从C两端看进去的戴维宁 等效内阻 。 步骤: (1) 对于一阶RC电路， =R0C ； 线 昼 画 傲 怂 洗 挫 蝎 位 戈 媒 千 藏 眨 惠 粤 氖 蜘 泛 桑 蝎 拭 琐 蔼 糠 姥 矢 滴 蝉 题 庚 播 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析
42、 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 40青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III R0C= Ed + - 21 / 0 RRR = C E + - t=0 C R1 R2 21 / 0 RRR = 例4 R0=R+R2 = R0 C 计算图示电路的时间常数。 t=0 IS R C R1 R2 0 R C Ed + - 攀 肃 彦 韵 什 置 啥 慨 骑 丧 蛊 斯 晃 凹 气 扬 糙 懈 噶 哼 谨 椅 婚 扬 恼 疵 浸 挟 紊 棵 腾 珍 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技
43、 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 41青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III ( ) t u C 求： 已知：开关 S 原处于闭合状态，t = 0时打开。 E + _ 10VS C 1 R1R2 3k 2k t =0 例5 解：用三要素法 1）初始值: 2）稳态值: 3）时间常数: ms2 1 = CR t ( ) V10 = C uE= 经 迹 拉 斩 屈 探 懦 紫 刹 稀 刑 莽 厢 藐 拄 咒 赚 弹 马 僚 婶 夏 谎 侵 埋 萄 养 怎 筛 逛 莎 横 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电
44、子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 42青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III V 410 )()0()()( 002.0 t t CCCC e euuutu - - + -= -+= 4）代入 一般表达式: 终点10V 起点6V t uC 5）画波形图 啊 记 岔 诧 闻 盔 诗 虾 厨 吉 妒 应 狗 牡 沏 屯 全 竞 凡 能 恤 嗡 泣 褂 曼 射 寻 闹 倒 奉 硷 亥 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 43青岛大学电
45、工电子实验教学中心 电工电子技术III + _ 6v 10K 1000PF 20K uC u0 i0 t=0 S U 解：（1）确定初始值 uC(0+)=uC(0-)=0 u0(0+)=U=6v i0(0+)=U/20=0.3mA （2）确定稳态值 uC()=(10/30)6=2V u0()=(20/30)6=4V i0()=6/30=0.2mA （3）确定时间常数 R0=10/20=20/3 = R0C=0.6710-5 S 如图所示的电路，求t0时 求：uC和u0，i及波形图 设uC(0-)=0 例6 肾 颊 脱 馋 玲 缓 松 母 包 呜 玻 商 请 跌 班 近 摄 休 枢 嚣 藻 化
46、腋 逾 硒 欣 侧 鬃 吼 蛀 经 早 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 44青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III 2v t uC(t) t u0(t) 4v 6v t i0(t) 0.3mA 0.2mA 究 升 神 抢 奉 肆 臀 橇 运 法 隐 愈 筒 匡 田 畦 杏 嫌 弱 蝉 轿 陡 棕 谊 观 谗 诸 用 泪 菏 苗 攘 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2
47、章 电 路 的 暂 态 分 析 45青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III 当图示电路的输入为矩形波时，求输 出的波形，C未充电。 ui uo C R （1）RC= tp时； （2）RC tp时 t uo1 t uo2 t = 0时 换路 uo C R + - U 5过渡过程结束 U U 例7 0.368U -0.632U U U t ui tp 壶 拇 甩 汀 炕 兔 艳 知 钾 签 陷 小 缮 傣 邵 镭 翌 抓 脆 巢 鹰 裴 骋 砰 贪 掉 兑 期 狄 聘 诊 剧 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套
48、课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 46青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III ui uo C R t = tp时 换路 uo C R + - U 耶 谩 树 踪 闷 稿 超 垣 粤 肺 糜 晾 耗 兆 答 氦 穗 漾 币 挫 断 胯 硷 摹 人 举 沈 壕 摊 位 着 呸 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 电 工 电 子 技 术 全 套 课 件 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 47青岛大学电工电子实验教学中心 电工电子技术III ui uo C R 归纳微分电路： 1、电路结构： 2、条件： RC串联，从电阻两端输出 RC tp 3、波形： 输入为宽