電工學(xué)第3章：電路的瞬態(tài)過(guò)程.ppt

1、電路與電子技術(shù),(電工學(xué)I),第3章 電路的瞬態(tài)過(guò)程,教 學(xué) 目 標(biāo),電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程,1理解電路的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)、 全響應(yīng)的概念，以及時(shí)間常數(shù)的物理意義。 2掌握換路定則及初始值的求法。 3掌握一階線性電路分析的三要素法。,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程,本章目錄,一、電路的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài),電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程概述,所謂穩(wěn)定狀態(tài)，是指電路中電流和電壓等物理量在給定激勵(lì)的條件下已達(dá)到某一穩(wěn)定值。

2、穩(wěn)定狀態(tài)簡(jiǎn)稱穩(wěn)態(tài)。,穩(wěn)定狀態(tài),當(dāng)電路的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化(例如電路的接通、斷開、短路等)，以及電路的參數(shù)或電源突然改變時(shí)，電路的工作狀態(tài)將發(fā)生變化，其中，電壓、電流等物理量將從原來(lái)的穩(wěn)定值變化到新的穩(wěn)定值。電路從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)需要經(jīng)歷的一個(gè)中間過(guò)程。,暫態(tài)過(guò)程,3.1 概 述,二、暫態(tài)過(guò)程產(chǎn)生的原因,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程概述,把由電路的結(jié)構(gòu)(例如電路的接通、斷開、短路等)、參數(shù)和電源變化所引起的電路狀態(tài)的變化統(tǒng)稱為換路。,外在原因：換路,儲(chǔ)能元件（電感元件和電容元件）的能量不能突變，這是產(chǎn)生過(guò)渡過(guò)程的根本原因。,內(nèi)在

3、原因：電路中存在儲(chǔ)能元件,直流電路、交流電路都存在過(guò)渡過(guò)程, 我們討論的是直流電路的過(guò)渡過(guò)程。,二、暫態(tài)過(guò)程產(chǎn)生的原因,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程概述,能量的積累或衰減都需要一定的時(shí)間，否則將意味著無(wú)窮大功率的存在，即 。 這與實(shí)際情況不符。通常，功率是有限的，能量只能作連續(xù)變化。,電路中電感元件儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量為 ， 電容元件儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量為 ， 基于同樣的能量不能突變的道理，故電感元件中的電流和電容元件兩端的電壓也都是不能發(fā)生突變的,它們都是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)。,三、換路定律與環(huán)路初始值的確定,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十

4、一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程概述,設(shè)t = 0為換路時(shí)刻， t = 0_表示換路前的終了時(shí)刻， t=0+ 表示換路后的初始時(shí)刻。 那么，從t = 0_到t=0+，即換路前后瞬間，電感元件中的電流和電容元件兩端的電壓不能突變，這一規(guī)律就稱為換路定律。換路定律僅用于換路瞬間來(lái)確定暫態(tài)過(guò)程中uc、 iL 的初始值。電感元件中的電流和電容元件兩端的電壓稱為狀態(tài)量，電路中其他的電壓和電流為非狀態(tài)量。,換路定律,電容電路：,電感電路：,三、換路定律與環(huán)路初始值的確定,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程概述,穩(wěn)態(tài)電路中L,C的等效處理,當(dāng)i

5、L為一個(gè)常數(shù)時(shí)，uL0，相當(dāng)于電感做短路處理，等效為一根導(dǎo)線。,當(dāng)uC為一個(gè)常數(shù)時(shí)，iC0，相當(dāng)于電容做開路處理。,三、換路定律與環(huán)路初始值的確定,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程概述,電路中L,C的等效處理,演示1,演示2,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程概述,電路中L,C的等效處理,返回,(a) L電感,(b) C電容,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程概述,電路中L,C的等效處理,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)

6、家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程概述,電路中L,C的等效處理,返回,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程概述,應(yīng)用舉例,1.t=0等效電路,+ ,+,-,例1 如圖所示，電路原先處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t=0時(shí)，開關(guān)S閉合，求電路中標(biāo)注的電壓、電流的初始值和穩(wěn)態(tài)值。U= 6V，R110k，R220k， C=1000PF，,解：,L短路 C開路,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程概述,2.t=0等效電路,解：,L恒流源C恒壓源,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章

7、電路的過(guò)渡過(guò)程概述,解：,3. 等效電路,L短路 C開路,四、研究過(guò)渡過(guò)程的意義及方法,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程概述,意義：,電路暫態(tài)分析的內(nèi)容：,1. 暫態(tài)過(guò)程中電壓、電流隨時(shí)間變化的規(guī)律。,2. 影響暫態(tài)過(guò)程快慢的電路的參數(shù)。,四、研究過(guò)渡過(guò)程的意義及方法,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程概述,方法：,過(guò)渡過(guò)程分析的最基本方法是經(jīng)典法。 其實(shí)質(zhì)是根據(jù)歐姆定律和基爾霍夫定律列出表征該電路工作狀態(tài)的以時(shí)間為自變量的微分方程，然后再利用已知的初始條件求解。只有一個(gè)儲(chǔ)能元件或通過(guò)簡(jiǎn)化

8、可化成一個(gè)儲(chǔ)能元件的電路，稱為一階電路，因?yàn)槠溥^(guò)渡過(guò)程可以用一階微分方程來(lái)描述。對(duì)于一階電路，還可采用三要素法來(lái)快速求解。,一、RC電路的零輸入響應(yīng),電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程RC電路的過(guò)渡過(guò)程,零輸入響應(yīng):,僅由電容元件的初始儲(chǔ)能所產(chǎn)生的電路的響應(yīng)。在外界輸入為零的情況下，全靠電容的初始儲(chǔ)能作為激勵(lì)所產(chǎn)生的響應(yīng) 。,實(shí)質(zhì)：RC電路的放電過(guò)程。,電容C 經(jīng)電阻R 放電,t=0時(shí)開關(guān),3.2 RC電路的過(guò)渡過(guò)程,代入上式得,1) 列 KVL方程,1.電容電壓 uC 的變化規(guī)律(t 0),第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程RC電路的過(guò)渡過(guò)程,2) 解

9、方程,一階線性常系數(shù) 齊次微分方程,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程RC電路的過(guò)渡過(guò)程,齊次微分方程的通解：,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程RC電路的過(guò)渡過(guò)程,3) 電容電壓 uC 的變化規(guī)律,電容電壓 uC 從初始值按指數(shù)規(guī)律衰減，衰減的快慢由RC 決定。,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,電阻電壓：,放電電流,電容電壓,2. 電流及電阻電壓的變化規(guī)律,3. 、 、 變化曲線,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程RC電路的過(guò)渡過(guò)程,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教

10、育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,4. 時(shí)間常數(shù),2) 物理意義,令:,(單位: S、mS),1) 量綱,當(dāng) 時(shí),時(shí)間常數(shù) 決定電路暫態(tài)過(guò)程變化的快慢,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程RC電路的過(guò)渡過(guò)程,越大，曲線變化越慢， 達(dá)到穩(wěn)態(tài)所需要的時(shí)間越長(zhǎng)。,時(shí)間常數(shù) 的物理意義,U0,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程RC電路的過(guò)渡過(guò)程,當(dāng) t =5 時(shí)，過(guò)渡過(guò)程基本結(jié)束，uC 達(dá)到穩(wěn)態(tài)值。,3) 暫態(tài)時(shí)間,理論上認(rèn)為 、 電路達(dá)穩(wěn)態(tài),工程上認(rèn)為 、 電容放電基本結(jié)束。,t,0.368U,0.135

11、U,0.050U,0.018U,0.007U,0.002U,隨時(shí)間而衰減,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程RC電路的過(guò)渡過(guò)程,二、RC電路的零狀態(tài)響應(yīng),電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程RC電路的過(guò)渡過(guò)程,零狀態(tài)響應(yīng):,儲(chǔ)能元件的初始能量為零， 僅由電源激勵(lì)所產(chǎn)生的電路的響應(yīng)。在電容的初始儲(chǔ)能為零的情況下全靠直流電源作為激勵(lì)所產(chǎn)生的響應(yīng) 。,實(shí)質(zhì)：RC電路的充電過(guò)程。,電容C 經(jīng)電阻R 充電,t=0時(shí)開關(guān),代入上式得,1) 列 KVL方程,1.電容電壓 uC 的變化規(guī)律(t 0),第3章

12、電路的過(guò)渡過(guò)程RC電路的過(guò)渡過(guò)程,2) 解方程,一階線性常系數(shù) 非齊次微分方程,方程的通解 =方程的特解 + 對(duì)應(yīng)齊次方程的通解,通解：,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程RC電路的過(guò)渡過(guò)程,2) 解方程,微分方程的通解:,3) 電容電壓 uC 的變化規(guī)律,暫態(tài)分量,穩(wěn)態(tài)分量,電路達(dá)到 穩(wěn)定狀態(tài) 時(shí)的電壓,僅存在 于暫態(tài) 過(guò)程中,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程RC電路的過(guò)渡過(guò)程,當(dāng) t = 時(shí)：, 表示電容電壓 uC 從初始

13、值上升到 穩(wěn)態(tài)值的63.2% 時(shí)所需的時(shí)間。,2. 電流 iC 的變化規(guī)律,4. 時(shí)間常數(shù) 的物理意義:,為什么在 t = 0時(shí)電流最大？,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程RC電路的過(guò)渡過(guò)程,3. 、 、 變化曲線,三、RC電路的全響應(yīng),電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程RC電路的過(guò)渡過(guò)程,全響應(yīng):,電源激勵(lì)、儲(chǔ)能元件的初始能量均不為零時(shí)，電路中的響應(yīng)。,電容C 經(jīng)電阻R 充電,t=0時(shí)開關(guān)S閉合,電容C 經(jīng)電阻R 放電,全響應(yīng),零輸入響應(yīng),零狀態(tài)響應(yīng),電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教

14、育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程RC電路的過(guò)渡過(guò)程,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程RC電路的過(guò)渡過(guò)程,零輸入響應(yīng),零狀態(tài)響應(yīng),全響應(yīng),電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程RC電路的過(guò)渡過(guò)程,穩(wěn)態(tài)分量,零輸入響應(yīng),零狀態(tài)響應(yīng),暫態(tài)分量,全響應(yīng),結(jié)論1： 全響應(yīng) = 零輸入響應(yīng) + 零狀態(tài)響應(yīng),穩(wěn)態(tài)值,初始值,結(jié)論2： 全響應(yīng) = 穩(wěn)態(tài)分量 +暫態(tài)分量,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程RC電路的過(guò)渡過(guò)程,結(jié)論1. uC 的

15、變化規(guī)律,根據(jù)疊加原理 全響應(yīng) = 零輸入響應(yīng) + 零狀態(tài)響應(yīng),電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程RC電路的過(guò)渡過(guò)程,結(jié)論1. uC 的變化規(guī)律,全響應(yīng) = 穩(wěn)態(tài)分量 + 暫態(tài)分量,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程RC電路的過(guò)渡過(guò)程,結(jié)論2. uC 的變化規(guī)律,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程RC電路的過(guò)渡過(guò)程,結(jié)論2. uC 的變化規(guī)律,3.3 一階電路的三要素法,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章

16、 電路的過(guò)渡過(guò)程一階電路的三要素法,一階電路:,僅含一個(gè)儲(chǔ)能元件或可等效為一個(gè)儲(chǔ)能元件的線性電路,且由一階微分方程描述，稱為一階線性電路。,據(jù)經(jīng)典法推導(dǎo)結(jié)果,穩(wěn)態(tài)解,初始值,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,：代表一階電路中任一電壓、電流函數(shù),式中,在直流電源激勵(lì)的情況下，一階線性電路微分方 程解的通用表達(dá)式：,利用求三要素的方法求解暫態(tài)過(guò)程，稱為三要素法。 一階電路都可以應(yīng)用三要素法求解，在求得 、 和 的基礎(chǔ)上,可直接寫出電路的響應(yīng)(電壓或電流)。,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程一階電路的三要素法,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章

17、 電路的過(guò)渡過(guò)程一階電路的三要素法,三要素法求解暫態(tài)過(guò)程的要點(diǎn),1. 求初始值、穩(wěn)態(tài)值、時(shí)間常數(shù)；,(1).畫t=0-的電路圖，只需求uc(0-)和iL(0-)的數(shù)值。 畫t=0+的電路圖，求出其他的非狀態(tài)量的初始值。 畫t=的電路圖，求出各物理量時(shí)刻的穩(wěn)態(tài)值。,(2).換路后的電路圖中，將L,C從電路當(dāng)中斷開，從此處看進(jìn)去，將電路中的電源全部置零，電壓源作短路處理，電流源做開路處理，求得等效電阻R，進(jìn)而求得時(shí)間常數(shù)的數(shù)值。,3. 畫出暫態(tài)電路電壓、電流隨時(shí)間變化的曲線。,2. 將求得的三要素結(jié)果代入暫態(tài)過(guò)程通用表達(dá)式；,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章

18、電路的過(guò)渡過(guò)程一階電路的三要素法,注意,2. 時(shí)間常數(shù) 的計(jì)算,對(duì)于一階RC電路,對(duì)于一階RL電路,(1) 對(duì)于簡(jiǎn)單的一階電路 ，R0=R ;,(2) 對(duì)于較復(fù)雜的一階電路，R0為換路后的電路 除去電源和儲(chǔ)能元件后，在儲(chǔ)能元件兩端所 求得的無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。,(a),(b),(c),(d),電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程一階電路的三要素法,應(yīng)用舉例,R0的計(jì)算類似于應(yīng)用戴維寧定理解題時(shí)計(jì)算電路等效電阻的方法。,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程一階電路的三要素法,應(yīng)用舉例:,例1,

19、電路如圖，t=0時(shí)開關(guān)S合到2， S合在1時(shí)電路已處穩(wěn)態(tài)。求電容電壓 和電流 。已知R11k，R2 = 2k，R3=5 k，C=1F，電流源IS=5mA。,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程一階電路的三要素法,例1解：,（1）求初始值 換路前，電路已處于穩(wěn)定狀態(tài)，電容相當(dāng)于斷路，所以，電容兩端的電壓就等于電阻R2兩端的電壓，即,根據(jù)換路定律,t=0_等效電路,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程一階電路的三要素法,例1,（1）求初始值 電容兩端的電壓是狀態(tài)量，電容當(dāng)中流過(guò)的電流是非狀態(tài)量，需要

20、在換路后的初始時(shí)刻電路中求解。此時(shí)電容兩端的電壓可用恒壓源替換，即,根據(jù)換路定律,t=0等效電路,+ ,S,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程一階電路的三要素法,（2）求穩(wěn)態(tài)值 換路后，電容通過(guò)電阻R3放電，最后到達(dá)穩(wěn)態(tài) （ ）時(shí)，電容上的電壓全部放完，即,+ ,S,2,等效電路,例1,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程一階電路的三要素法,（3）求電路的時(shí)間常數(shù) 電路的時(shí)間常數(shù)由換路后的電路確定。,+ ,S,2,等效電路,電路的等效電阻為,例1,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五

21、”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程一階電路的三要素法,（4）根據(jù)三要素法的公式，可求得,uC 的變化曲線如圖,一階電路中的狀態(tài)量和非狀態(tài)量都可以應(yīng)用三要素法求解。也可以求出狀態(tài)量后，根據(jù)具體的歐姆定律性，基爾霍夫定律等關(guān)系式求解非狀態(tài)量。,例1,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程一階電路的三要素法,例2,電路原先處于穩(wěn)定狀態(tài)，t=0時(shí)，開關(guān)S閉合，求 電路中的 、 、 表達(dá)式。,解： 一階電路中的狀態(tài)量和非狀態(tài)量都可以應(yīng)用三要素法求解。也可以求出狀態(tài)量（電容兩端的電壓 的表達(dá)式）后，根據(jù)具體的歐姆定律性，基爾霍夫定律等關(guān)系式求解非狀態(tài)量

22、。,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程一階電路的三要素法,由t=0-電路可求得,由換路定律,t=0_等效電路,1) 確定初始值,例2,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程一階電路的三要素法,由t=0電路可求得,t=0等效電路,2) 確定初始值,例2,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程一階電路的三要素法,等效電路,3) 確定穩(wěn)態(tài)值,例2,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程一階電路的三要素法,例

23、2,R1,R2,等效電路,4) 時(shí)間常數(shù)的確定,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程一階電路的三要素法,例2,5) 根據(jù)三要素法求解,R2,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程一階電路的三要素法,例3,已知：u1如圖所示，,求：t=2T時(shí)，uc0v，則，U_為多大？,解：,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程一階電路的三要素法,例3,解：,3.4 RL電路的過(guò)渡過(guò)程,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)

24、渡過(guò)程RL電路的過(guò)渡過(guò)程,一、RL電路的零輸入響應(yīng),由儲(chǔ)能元件-電感L和電阻R所組成的電路在換路時(shí)也會(huì)產(chǎn)生過(guò)渡過(guò)程。對(duì)于電路只有一個(gè)貯能元件L的一階電路，也可用三要素法來(lái)分析其過(guò)渡過(guò)程情況。,零輸入響應(yīng):,僅由電感元件的初始儲(chǔ)能所產(chǎn)生的電路的響應(yīng)。在外界輸入為零的情況下，全靠電感的初始儲(chǔ)能作為激勵(lì)所產(chǎn)生的響應(yīng) 。,實(shí)質(zhì)：RL電路的放電過(guò)程。,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程RL電路的過(guò)渡過(guò)程,零輸入響應(yīng)電路,代入上式得,1) 列 KVL方程,1.電感電壓 uL 的變化規(guī)律(t 0),2) 解方程,一階線性常系數(shù) 齊次微分方程,電路與電子技術(shù)

25、(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程RL電路的過(guò)渡過(guò)程,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程RL電路的過(guò)渡過(guò)程,3) 電容電壓 iL 的變化規(guī)律,時(shí)間常數(shù)：,的單位為秒，因此稱為RL電路的時(shí)間常數(shù)。其作用與RC電路的時(shí)間常數(shù)一樣。改變電路參數(shù)R和L，即改變時(shí)間常數(shù)，可以影響過(guò)渡過(guò)程的長(zhǎng)短。知道了時(shí)間常數(shù)以后，一階RL串聯(lián)電路就很容易利用三要素法求解了。,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程RL電路的過(guò)渡過(guò)程,U,+ -,S,R,L,a,+,-,S,R,L,b,+,-,1.t=0_等效電路,2.t=0等效電路,零輸入響應(yīng)電路的求解步驟,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程RL電路的過(guò)渡過(guò)程,3. 等效電路,S,R,L,b,+,-,S,R,L,b,4. 時(shí)間常數(shù)的確定,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程RL電路的過(guò)渡過(guò)程,5.根據(jù)三要素法求解,RL串聯(lián)電路的零輸入響應(yīng)曲線,電路與電子技術(shù)(電工學(xué)) 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,第3章 電路的過(guò)渡過(guò)程RL電路的過(guò)渡過(guò)程,電阻兩端的電壓,電感電流,電感兩端的電壓,6.根據(jù)電感電流、電壓及