知識點(diǎn):RL電路的零狀態(tài)響應(yīng)-教學(xué)文稿_第1頁
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文檔簡介

電工電子技術(shù)主講:張強(qiáng)項(xiàng)目一:

電路分析基本定律與分析方法RL電路的零狀態(tài)響應(yīng)02030401歸納總結(jié)知識深化知識準(zhǔn)備明確任務(wù)一、明確任務(wù)

動(dòng)態(tài)電路由儲(chǔ)能元件組成如果動(dòng)態(tài)元件在換路前沒有儲(chǔ)能,那么換路后瞬間電容兩端的電壓為零,電感上的電流為零,我們稱電路的這種狀態(tài)為零初始狀態(tài)。一個(gè)零初始狀態(tài)的電路,如果在換路后受到(直流)激勵(lì)作用而產(chǎn)生的電流、電壓,則稱為電路的零狀態(tài)(充電)響應(yīng)。本知識點(diǎn)是要結(jié)合例題,對RL電路的零狀態(tài)響應(yīng)進(jìn)行定量分析,并分析時(shí)間常數(shù)對響應(yīng)的影響。二、知識準(zhǔn)備

在圖4-7-1所示電路,電感的電流為零,電路處于穩(wěn)態(tài),在

時(shí)開關(guān)S閉合。我們現(xiàn)在就來分析換路后瞬間起到電路進(jìn)入新的穩(wěn)定狀態(tài)這段時(shí)間內(nèi)電感、電阻兩端的電壓uL和uR及電感上電流

的變化。圖4-7-1RL電路零狀態(tài)響應(yīng)1.過程分析

在換路瞬間,因?yàn)殡姼猩想娏鞑荒芡蛔?,電路中的電流保持零不變,即此時(shí)電阻上電壓uR為零,電源電壓全部加在電感兩端,所以電感L兩端的電壓uL從零突變?yōu)?/p>

。隨著時(shí)間的推移,電路中的電流

也逐漸加大,

也隨著逐漸加大,但同時(shí)電感電壓

卻逐漸降低,直到電路進(jìn)入一個(gè)新的穩(wěn)態(tài),即二、知識準(zhǔn)備(一)RL串聯(lián)電路的零狀態(tài)響應(yīng)二、知識準(zhǔn)備(一)RL串聯(lián)電路的零狀態(tài)響應(yīng)由圖4-7-1所示電路,我們可以得到換路后電路的KVL方程又因?yàn)椴⒔Y(jié)合初始條件有換路后的電流

由兩部分組成,第一項(xiàng)

是電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時(shí)的電流值,是一個(gè)穩(wěn)態(tài)值,我們稱之為“穩(wěn)態(tài)分量”;第二項(xiàng)隨時(shí)間按指數(shù)函數(shù)的規(guī)律衰減,最后為零,稱之為“暫態(tài)分量”。2.定量分析二、知識準(zhǔn)備

換路后電感兩端的電壓

開始隨時(shí)間按指數(shù)函數(shù)的規(guī)律衰減,最后為零;電阻兩端電壓

從零開始上升,最終達(dá)到穩(wěn)態(tài)值

;其暫態(tài)分量(

)也隨時(shí)間按同一指數(shù)規(guī)律衰減至零。圖4-7-2給出了換路后電路中各元件兩端電壓和電路中電流隨時(shí)間變化的曲線。圖4-7-2RL電路零狀態(tài)響應(yīng)曲線

電路各電量的衰減速度取決于時(shí)間常數(shù),其意義同前。一般電路換路后在經(jīng)過

的時(shí)間后,過渡過程就可當(dāng)作結(jié)束,電路進(jìn)入了另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。

圖4-7-1中發(fā)生零狀態(tài)響應(yīng)的RL電路中只有一個(gè)電阻,當(dāng)電路中有多個(gè)電阻時(shí),時(shí)間常數(shù)

中的

要理解為將電感

移去后,從所形成的二端口處看進(jìn)去的等效電阻。二、知識準(zhǔn)備

三、知識深化例4.7.1在圖4-7-1所示電路中,已知US=20V,R=20Ω,L=5H,電感原先無電流,電路處于穩(wěn)態(tài)。試求開關(guān)S閉合后

時(shí),電路中電流和電感兩端電壓。解:

以開關(guān)S閉合時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn),則有當(dāng)

秒時(shí),電路中電流和電感兩端電壓分別為1.如果動(dòng)態(tài)元件在換路前沒有儲(chǔ)能,那么換路后瞬間電容兩端的電壓為零,電感上的電流為零,我們稱電路的這種狀態(tài)為零初始狀態(tài)。一個(gè)零初始狀態(tài)的電路,如果在換路后受到(直流)激勵(lì)作用而產(chǎn)生的電流、電壓,則稱為電路的零狀態(tài)(充電)響應(yīng)。2.在RL零狀態(tài)響應(yīng)電路中,換路后電感兩端的電壓隨時(shí)間按指數(shù)函數(shù)的規(guī)律衰減,最后為零;電阻兩端電壓從零開始上升,最終達(dá)到穩(wěn)態(tài)值;其暫態(tài)分量也隨時(shí)間按同一指數(shù)規(guī)律衰減至零。3.RL電

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