第3章一阶电路暂态响应优秀PPT.ppt
《第3章一阶电路暂态响应优秀PPT.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第3章一阶电路暂态响应优秀PPT.ppt(49页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第3章一阶电路暂态响应现在学习的是第1页,共49页日常生活中的暂态现象日常生活中的暂态现象 前面几章我们分析讨论的是电路的稳定状态。所谓稳定状态,前面几章我们分析讨论的是电路的稳定状态。所谓稳定状态,就是电路中的电流和电压在给定的条件下已到达某一稳态值,就是电路中的电流和电压在给定的条件下已到达某一稳态值,稳定状态简称稳态。稳定状态简称稳态。自自然然界界事事物物的的运运动动,在在一一定定条条件件下下有有一一定定的的稳稳定定状状态态,当当条条件件改改变变时时,就就要要过过渡渡到到新新的的稳稳定定状状态态。例例如如:匀匀速速行驶的汽车突然刹车;电动机起动到稳定转速等等。行驶的汽车突然刹车;电动机起
2、动到稳定转速等等。3.1 换路定则换路定则现在学习的是第2页,共49页 在在电电路路中中也也同同样样存存在在过过渡渡过过程程,当当电电路路换换路路时时,即即电电源源的的突突然然接接通通或或切切断断,电电源源瞬瞬时时值值的的突突然然改改变变,某某个个元元件件的的突突然然接接入入或或拆拆除除等等,都都会引起一个过渡过程。会引起一个过渡过程。由于电路中的过渡过程往往为时短暂,因此由于电路中的过渡过程往往为时短暂,因此又称为又称为暂态过程暂态过程。电路在暂态过程中的工作状。电路在暂态过程中的工作状态称为态称为暂态暂态。这种从一种稳定状态转换到另一种稳定状这种从一种稳定状态转换到另一种稳定状态往往不能跃
3、变,而是需要一定时间(过程)态往往不能跃变,而是需要一定时间(过程)的,这个物理过程就称为的,这个物理过程就称为过渡过程。过渡过程。现在学习的是第3页,共49页电路中暂态产生的原因电路中暂态产生的原因 暂态过程产生的暂态过程产生的内部原因是内部原因是:由于电路中:由于电路中含有储能元件(含有储能元件(L L或或C C),因物质所具有的能量,因物质所具有的能量不能跃变而造成的。产生暂态的不能跃变而造成的。产生暂态的外部原因是外部原因是:由:由于电路于电路发生了换路发生了换路,即电源的接通、切断;电,即电源的接通、切断;电源电压的改变;某个元件被短路;或元件参数源电压的改变;某个元件被短路;或元件
4、参数的改变等等。的改变等等。即即在在含含有有储储能能元元件件的的电电路路中中发发生生换换路路,从从而而导导致致L或或C中中储储存存的的能能量量发发生生改改变变,是是电电路路中中产生暂态的根本原因和条件。产生暂态的根本原因和条件。现在学习的是第4页,共49页换路定则内容换路定则内容 由由于于电电路路的的换换路路,使使电电路路中中的的能能量量发发生生变变化化,而而这这种种变化是不能跃变的变化是不能跃变的必须是连续的。必须是连续的。设设t t=0=0为为换换路路瞬瞬间间,t=0=0表表示示换换路路前前的的终终了了瞬瞬间间,t=0+=0+表表示示换换路路后后的的初初始始瞬瞬间间,0 0和和0+0+在在
5、数数值值上上都都等等于于0 0,但但0 0是是t t从从负负值值趋趋近近于于0 0,0+0+是是t从从正正值值趋趋近近于于0 0,从从t=0=0到到t=0+=0+瞬瞬间间,电电感感元元件件中中储储存存的的磁磁场场能能量量WL L ,和和电电容容元元件件中中储储存存的电场能量的电场能量WC C是不能跃变的,即是不能跃变的,即现在学习的是第5页,共49页 对于线性电路,元件对于线性电路,元件L、C均为常数,所以当换均为常数,所以当换路时,路时,W WL L不能跃变,则其电感中的电流不能跃变,则其电感中的电流i iL L不能跃变;不能跃变;W WC C不能跃变,则其电容上的电压不能跃变,则其电容上的
6、电压u uc c不能跃变,所以不能跃变,所以通常换路定则又表示为:通常换路定则又表示为:现在学习的是第6页,共49页 如果换路发生在任意时刻如果换路发生在任意时刻t t=T T,则换路定则表,则换路定则表达式为:达式为:现在学习的是第7页,共49页电路中初始值的确定电路中初始值的确定 换路定则仅适用于换路瞬间,结合基本定律可用来确定换路定则仅适用于换路瞬间,结合基本定律可用来确定t=0+t=0+时时电路中的电压、电流值。即电路中的电压、电流值。即暂态过程的初始值暂态过程的初始值,其方法,其方法如下:如下:1.1.由由t=0t=0时的等效电路求出时的等效电路求出uC(0)和和iL(0)。如果。如
7、果换路前电路处于稳态,则电感视为短路,电容视为开路。换路前电路处于稳态,则电感视为短路,电容视为开路。2.2.用换路定则确定用换路定则确定uc(0+)和和iL(0+),作出,作出t t=0+=0+时的等时的等效电路效电路 ,用电压源,用电压源U U0 0=u uc c(0+)(0+)代替电容,用电流源代替电容,用电流源I0=iL(0+)代替电感。代替电感。3.3.通过通过t=0+t=0+时刻的等效电路,结合基本定律,求出电路中其时刻的等效电路,结合基本定律,求出电路中其他各电量在他各电量在t=0+t=0+时刻的初始值时刻的初始值 。现在学习的是第8页,共49页初始值确定举例初始值确定举例例例1
8、:如图如图1所示电路,求换路后电容电压的初所示电路,求换路后电容电压的初 始值始值uC(0+)、iR(0+)。换路前开关。换路前开关S闭合,电路处闭合,电路处于稳态。于稳态。解解:由由于于换换路路前前电电路路处处于于稳稳态态,电电容容相相当当于于开开路路,作作出出t t=0=0等等效效电电路路如如图图所所示。示。iRR14K12VSt=08k2 FuC图图1R2R14k12Vt=0-的电路的电路Uc(0Uc(0-)8k现在学习的是第9页,共49页根根据据t t=0=0时时的的等等效效电电路路及及换换路路定定则则便便可可计计算算出出电电容电压初始值为容电压初始值为:用用8V8V电电压压源源代代替
9、替u uC C(0+)(0+)画画出出t=0+t=0+的的等等效电路见图所示。效电路见图所示。iR(0+)8kR2+uC(0+)t=0的电路的电路iRR14K12VSt=08k2 FuCR2R14k12VUc(0Uc(0-)8k现在学习的是第10页,共49页 例例2:如如图图 2所所示示电电路路,计计算算开开关关S闭闭合合后后各各元元件件的的电电压压和和各各支支路路电电流流的的初初始始值值。开开关关闭闭合合前前电电容容电电压压为零值。为零值。解解:因因为为u uC C(0(0)=0)=0,根根据据换换 路路 定定 律律,u uC C(0(0+)=0)=0,作作 出出t t=0=0+电电路路如如
10、图图所所示示。应应用用基基尔尔霍夫定律列出电路方程如下:霍夫定律列出电路方程如下:i1Et=0R1uR 1uCiiCR2uR2C图图2t=0t=0+电路电路i1(0+)Ei(0+)R1iC(0+)R2现在学习的是第11页,共49页t=0t=0+电路电路i1(0+)Ei(0+)R1iC(0+)R2现在学习的是第12页,共49页 例例3 3 在在图图3 3所所示示电电路路中中,已已知知:R R1 1=4=4,R R2 2=6=6,R R3 3=3=3,C=0.1C=0.1F F,L=1mHL=1mH,U US S=36V=36V,开开关关S S闭闭合合已已经经很很长长时时间间,在在t=0t=0时时
11、将将开开关关S S断断开开,试试求求电电路路中中各各变量的初始值。变量的初始值。解:解:画出画出t=0-的电路如图的电路如图3图(图(b)所示:)所示:电容电容C以开路代以开路代替,电感替,电感L以短路代替。以短路代替。t=0t=0现在学习的是第13页,共49页 求出求出uC(0-)和和iL(0-)画出画出 t=0+的电路如图(的电路如图(c)所示:电容)所示:电容C以电压源代替,电感以电压源代替,电感L以电流源代替。以电流源代替。t=0t=0现在学习的是第14页,共49页由此计算出由此计算出t=0+时,电路中各量的初始值如下表所示。时,电路中各量的初始值如下表所示。4A02A12V04A-6
12、A2A12V0iLiCiRuCuLt=0-t=0+3 3 6 6 4 4 3636V V现在学习的是第15页,共49页例例4.电路如图电路如图4所示,求开关所示,求开关s闭合瞬间闭合瞬间(t0+)各各元件中的电流及其两端电压,当电路到达稳态时又元件中的电流及其两端电压,当电路到达稳态时又各等于多少各等于多少?设设t0-时,电路中的储能元件均未储时,电路中的储能元件均未储能。能。图图4 解:解:因为换路前电容元件和电因为换路前电容元件和电感元件均未储能,即:感元件均未储能,即:现在学习的是第16页,共49页画出画出t=0+时的等效电路如下图时的等效电路如下图4a所示所示时时图图4图图4a现在学习
13、的是第17页,共49页iR1iR2iL1iL2iC1iC2uR1uR2uL1uL2uC1uC2t=0-00000000t=0+0000-8V1A1A1A-1A2V8V8V0000图图4a现在学习的是第18页,共49页由此可见由此可见电路在换路瞬间,除电路在换路瞬间,除C元件的元件的uC、和、和L元件的元件的iL不能跃变(突变)外不能跃变(突变)外,其它各物理量在,其它各物理量在t=0+时刻的初始值都是可以突变的(也可以不突变)时刻的初始值都是可以突变的(也可以不突变),这些电流、电压的初始值,不能用换路定则,这些电流、电压的初始值,不能用换路定则来直接确定,需要结合基本定律来求取。来直接确定,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 一阶 电路 响应 优秀 PPT
限制150内