哈工大电路分析课件31-32学时ppt.ppt

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1、为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能二、二、三要素法分析一阶电路（三要素法分析一阶电路（inspection method)（书（书7.6)这种方法是求解一阶电路的简便方法。这种方法是求解一阶电路的简便方法。它可用于求解电路任一变量（状态和非状态）的零输入响它可用于求解电路任一变量（状态和非状态）的零输入响应和直流作用下的零状态响应和全响应。应和直流作用下的零状态响应和全响应。这一方法的背景：这一方法的背景：1、一阶电路中的响应是按指数规律变化的，且有它的初始、一阶电路中的响应是按指数规律变化的，且有它的初始值和稳态值，

2、其变化过程唯一地由时间常数决定；值和稳态值，其变化过程唯一地由时间常数决定；2、可直接应用置换定理，不必等状态变量求得后再运用。、可直接应用置换定理，不必等状态变量求得后再运用。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能一阶电路的数学模型是一阶微分方程一阶电路的数学模型是一阶微分方程,解的一般形式为解的一般形式为令令 t=0+三要素法是分解方法和三要素法是分解方法和叠加方法的结合，便于叠加方法的结合，便于对电路的估算和运算。对电路的估算和运算。即：其响应是按指数变即：其响应是按指数变化的，且有它的初始值化的，且有它的初始值和稳

3、态值（平衡值）。和稳态值（平衡值）。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能设已知电容电压初始值设已知电容电压初始值uC(0+)或电感电流初始值或电感电流初始值iL(0+)。用三要用三要素法解题步骤：素法解题步骤：1、用电压为用电压为uC(0)的直流电压源置换电容或用电流为的直流电压源置换电容或用电流为iL(0)的直的直流电流源置换电感，得到流电流源置换电感，得到t=0时刻的直流等效电阻电路，由此可时刻的直流等效电阻电路，由此可求出电路中任一电压或电流的初始值求出电路中任一电压或电流的初始值ujk(0)或或ij(0)。2、用

4、开路代替电容或用短路代替电感，所得为一用开路代替电容或用短路代替电感，所得为一t=时的时的直流等效电阻电路，由此可求出电路中任一电压或电流的初直流等效电阻电路，由此可求出电路中任一电压或电流的初始值：始值：ujk()或或ij()。3、用戴维南或用戴维南或诺顿等效电路诺顿等效电路计算时间常数计算时间常数=R0C或或L/R0。4、依三要素，得任一电压或电流的解答。依三要素，得任一电压或电流的解答。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能1A2 例例11 3F+-uC已知：已知：t=0时合开关时合开关 求求 换路后的换路后的uC(

5、t)。解：解：tuc2(V)0.6670为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能例例2i10V1Hk1(t=0)k2(t=0.2s)3 2 已知：电感无初始储能已知：电感无初始储能 t=0 时合时合 k1,t=0.2s时合时合k2 求两次换路后的电感电流求两次换路后的电感电流i(t)。解：解：0 t 0.2sit(s)0.25(A)1.262为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能例例3+-u(t)1 5 5HiL已知已知:u(t)如图示如图示,iL(0)

6、=0求求:iL(t),并并画波形画波形.法一法一0 t 1 iL(0+)=0 t 0 iL(t)=0 iL()=1AiL(t)=1-e-t/6(A)=5/(1/5)=6 su(t)12120t(s)V+-1 5 5HiL1V0 t 1为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能1 2 iL(2+)=iL(2-)=2-1.846 e-(2-1)/6=0.437 A iL()=2A iL(t)=0.437 e-(t-2)/6 AiL(t)=0 t 0 1-e-t/6 A 0 t 12-1.846 e-(t-1)/6 A 1 2 iL

7、(t)=1-e-t/6 A0 2+-1 5 5HiL2V 1 t 2 =6 s =6 s为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 u(t)=(t)+(t-1)-2 (t-2)u(t)12120t(s)(t)(1-e-t/6)(t)(t-1)(1-e-(t -1)/6)(t-1)-2 (t-2)-2(1-e-(t -2)/6)(t-2)iL(t)=(1-e-t/6)(t)+(1-e-(t -1)/6)(t-1)-2(1-e-(t -2)/6)(t-2)00.1540.43712t(s)iL(t)A法二法二+-u(t)1 5 5

8、HiL为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能例例7-10在右边所给的电路中，已在右边所给的电路中，已知：知：is=2A、t 0；is=0、t0，r=2。求。求i(t)，t 0。解：解：t 0+零输入响应零输入响应 （RC放电）放电）icRC+uc-uCt0iCt(1)为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能一一.在冲激激励下，电容电压或电感电流初值的跃变在冲激激励下，电容电压或电感电流初值的跃变iCC例例1+-uCtucuC(0-)uC(0+)0tic0

9、7-9 电容电压或电感电流初值的跃变电容电压或电感电流初值的跃变为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能二二.换路后电路有纯电容换路后电路有纯电容(或纯电容和电压源）构成的回路，或纯电容和电压源）构成的回路，且构成回路的电容和电压源且构成回路的电容和电压源0-初值初值的电压代数和的电压代数和不为零不为零，电容电压初值发生跃变。电容电压初值发生跃变。tuLuL+-iL例例2+-tiLiL(0-)iL(0+)0为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能合闸后由合

10、闸后由KVL uc(0+)=EEiCCk(t=0)例例1uctE0ict(CE)0为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能已知已知：E=1V,R=1 ,C1=0.25F,C2=0.5F,C2的初始值为零，的初始值为零，t =0时合开关时合开关k。求：。求：uC1，uC2。解解:电容电压初值一定会发生跃变。电容电压初值一定会发生跃变。合合k前前合合k后后例例2ERC1C2+-uc1+-uc2k(t=0)iiC1iC2为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能节

11、点电荷守恒节点电荷守恒q(0+)=q(0-)uC()=1V =R(C1+C2)ERC1C2+-uc1+-uc2k(t=0)iiC1iC2上面的等式是上面的等式是t=0+时间域的，若对整个时间域，等式应怎样写时间域的，若对整个时间域，等式应怎样写？为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能ut01/3uC21uC1it-1/6 2/9iC1 4/91/6iC2为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能三三.换路后电路有纯电感换路后电路有纯电感(或纯电感和电流源）

12、构成的割集，或纯电感和电流源）构成的割集，且构成割集的电感和电流源且构成割集的电感和电流源0-初值初值的电流代数和的电流代数和不为零不为零，电感电流初值发生跃变。电感电流初值发生跃变。k例例+-10V2 0.3H0.1Hi1i23+u1-+u2-电感电流发生跃变电感电流发生跃变已知电路如图所示，已知电路如图所示，t=0时时k打开。打开。求：求：i1，i2 和和 u1 ,u2。解：解：为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 (0+)=(0-)回路磁链守恒回路磁链守恒i()=2A =(0.3+0.1)/(2+3)=0.08s+-10V2 0.3H0.1Hi1i23+u1-+u2-对该式求导。得：对该式求导。得：为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能it03.755i2i12ut -0.375u1 0.375 -2.1875-6.5625u2对整个时间域，因为：对整个时间域，因为：所以有：所以有：