动态电路暂态分析课件.ppt
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1、2022/12/7,1,第5章 动态电路的暂态分析,5.4,换路定律与电路的初始值,5.1,5.2,5.3,一阶RC电路的暂态分析,一阶动态电路暂态分析的三要素法,一阶RL电路的暂态分析,含有动态元件(电容、电感)的电路,2022/12/7,2,1.理解电路的暂态和稳态、零输入响应、零状态响应、全响应的概念,以及时间常数的物理意义,重点:,2. 换路定律和初始值的求法,3.一阶动态电路的三要素分析法,2022/12/7,3,(2)利用电路暂态过程产生特定波形的电信号,研究动态电路暂态过程的实际意义,(1)控制、预防可能产生的危害,这里主要讨论直流激励下电路的暂态分析,暂态过程开始的瞬间可能产生
2、过电压、过电流使电气设备或元件损坏。,如锯齿波、三角波、尖脉冲等,应用于电子电路。,2022/12/7,4,5.1 换路定律与电路的初始值,稳(定状)态:,电路中各处电压、电流都达到稳定值的状态,暂态(过程):,电路从一种稳态变化到另一种稳态的过渡过程,合S后又过相当长时间:,合S前:,暂态,稳态,稳态,2022/12/7,5,换路:,如:开关接通、关断、参数改变等。,一般情况下,能量不能跃变。,(1) 电路中含有储能元件 (内因),电路状态的改变。,(2) 电路发生换路 (外因),1. 动态电路产生暂态过程的原因,5.1 换路定律与电路的初始值,2022/12/7,6,5.1换路定律与电路的
3、初始值,2. 换路定律,电容元件:,注:换路定律用于确定换路瞬间即暂态过程中 uC、 iL初始值。,电感元件:,0 换路前的最终时刻,0 换路后的最初时刻,0 换路时刻,换路经历的时间:,0 0,零,开关动作时刻、计时零点,2022/12/7,7,5.1 换路定律与电路的初始值,3. 动态电路初始值的确定,例5-1,解:,(1) 时电路处于稳态,电路如图b所示。,,,求初始值,直流电容元件视为开路 电感元件视为短路,2022/12/7,8,例5-1,(2)换路定律得iL(0+)、uC(0+),(3)画出 等效电路,求得其它初始条件。,5.1 换路定律与电路的初始值,求初始值,2022/12/7
4、,9,例5-1,分别用一个电流源和一个电压源替代电感和电容,(3)画出 等效电路,求得其它初始条件。,5.1 换路定律与电路的初始值,2022/12/7,10,换路前电路处于稳态。试求图示电路中各个电压和电流的初始值。,换路前电路已处于稳态:直流电容元件视为开路; 电感元件视为短路。,例2:,6.1 换路定律与初始值的确定,2022/12/7,11,例2:,换路前电路处稳态。试求图示电路中各个电压和电流的初始值。,(2) 由t = 0+电路求 iC(0+)、uL (0+),uc (0+),iL (0+),6.1 换路定律与初始值的确定,2022/12/7,12,初始值求解:,(2) 其它量初始
5、值的求法,(1) uC( 0+)、iL ( 0+) 的求法,1) 先由t =0-的电路求出 uC ( 0 ) 、iL ( 0 );,2) 根据换路定律求出 uC( 0+)、iL ( 0+) 。,3)由t =0+等效电路求其它量的初始值,b. 电容(电感)用电压源(电流源)替代。,a. 结构换路后的电路,(取0+时刻值,方向与原假定的电容电压、电感电流方向相同),1),2),5.1 换路定律与电路的初始值,2022/12/7,13,要点回顾:,稳态、暂态,暂态过程产生的原因,含有L、C,换路,换路定律,3个时刻0-、0、0+,初始值的求解,1) 先由t =0-的电路求出 uC ( 0 ) 、iL
6、 ( 0 );,2) 根据换路定律求出 uC( 0+)、iL ( 0+) 。,3)由t =0+等效电路求其它量的初始值,b. 电容(电感)用电压源(电流源)替代。,a. 结构为换路后的电路,2022/12/7,14,经典法:,三要素法,方程是一阶微分方程的电路, 称为一阶电路,一阶电路,求解方法,通过求解电路的微分方程得出响应,5.2 一阶RC电路的暂态分析,2022/12/7,15,换路后无外施激励,仅由动态元件初始储能产生的响应。,零输入响应,激励,响应,动态元件的初始储能,零状态响应,换路后电路在零状态下由外施激励产生的响应。,输入,输出,全响应,换路后电路在非零状态下由外施激励产生的响
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