单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第2章 电路的瞬态分析,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,电工技术,第 2 章 电路的瞬态分析,2.1 瞬态分析的基本概念,2.2 储能元件,2.3 换路定律,2.4,RC,电路的瞬态分析,2.5,RL,电路的瞬态分析,2.6 一阶电路瞬态分析,的三要素法,下一章,返回主页,第 2 章 电路的瞬态分析,2.1 瞬态分析的基本概念,2.2 储能元件,2.3 换路定律,2.4,RC,电路的瞬态分析,2.5,RL,电路的瞬态分析,2.6 一阶电路瞬态分析,的三要素法,下一章,上一章,返回主页,2.1 瞬态分析的基本概念,一、稳态和瞬态,电路的结构和元件的参数一定时，电路的工作,状态一定，电压和电流不改变。这时电路所处,的状态称为,稳定状态,，简称,稳态,。,当电路在接通、断开、改接以及参数和电源发,生突变时，都会引起电路工作状态的变化。,换路,换路后为什么会有瞬态过程？,换路后，旧的工作状态被破坏、新的工作状态,在建立，电路将从一个稳态变化到另一个稳态，,这种变化往往不能瞬间完成，而是有一个,瞬态,过程,。,电路在瞬态过程中所处的状态称为,瞬态状态,，,简称,瞬态,。,换路是引起瞬态过程的,外因,。,电容中的电场能和电感中的磁场能的不能突变,是引起瞬态过程的,内因。,(2)零状态响应,(3)全响应,在换路时储能元件未储存能量的情况下，由,激励所引起的响应。,在储能元件已储有能量的情况下，再加上外,部激励所引起的响应。,在线性电路中,:,全响应零输入响应零状态响应,阶跃响应即在直流电源作用下的响应。,按照激励波形的不同，零状态响应和全响应,可分为阶跃响应、正弦响应和脉冲响应等。,u,t,O,U,u,(,t,)=,0,当,t,0 时,阶跃激励,换路前电路与电源断开,换路后电路与电源接通,在阶跃激励作用下的响应称为阶跃响应。,2.2 储能元件,电容,是用来表征电路中电,场能量储存这一物理性质,的理想元件。,C,=,q,u,电荷量，单位为库仑(C),电压，单位为伏特(V),电容，单位为法,拉,(F),一、电容,q,i,u,q,C,i,u,C,i,u,t,=0,t,=,电容中储存的电场能,u,=0,u,=,U,从外部输入的电能,1,2,0,p,d,t=ui,d,t,=,Cu,d,u=CU,2,0,0,U,W,e,=,CU,2,1,2,若外部不能向电容提供无穷大的功率,电场能就不可,能发生突变。因此，,电容的电压,u,不可能发生突变。,p,=,d,W,e,d,t,由于,单位为焦,耳,(J),电容串联时,C,1,u,C,2,u,1,u,2,=,1,C,1,C,1,1,C,2,u,1,=,C,2,C,1,C,2,u,u,2,=,C,1,C,1,C,2,u,电容并联时,u,C,1,C,2,C,C,1,C,2,电感,是用来表征电路中磁,场能量储存这一物理性质,的理想元件。,磁链，单位为韦伯(Wb),电流，单位为安培(A),电感，单位为亨,利,(H),二、电感,u,e,i,N,N,L,=,i,线圈的磁链,L,i,u,e,电感的瞬时功率,p=ui,=,Li,d,i,d,t,i,的绝对值增大时，0,p,0,电感从外部输入功率，,i,d,i,d,t,把电能转换成了磁场能。,i,的绝对值减小时，0,p,U,S,电容放电,u,C,t,O,U,0,U,S,当,U,0,U,S,电容充电,u,C,t,O,U,0,U,S,例2.4.1,图示电路中，,U,0,15 V，,U,S,10 V，,R,10,k，,C,20,F,。开关 S,合在 a 端时电路已处于稳态,。现将开关由,a 端改合到 b 端。,求换路,瞬,间的电容电流以及,u,C,降至 12 V 时所需要的时间。,R,u,C,U,0,C,i,C,S,a,b,U,S,解,i,C,=,U,S,U,0,R,e,t,根据,换路瞬间的电容电流为,i,C,=,U,S,U,0,R,=,1510,10,mA=0.5 mA,R,u,C,U,0,C,i,C,S,a,b,U,S,该电路的时间常数,u,C,=12,V,时,=,RC,=10,10,3,20 10,6,s,=0.2,s,根据,u,C,=,U,S,(,U,0,U,S,)e,t,12,=10(1510)e,t,0.2,1,5,t,=(,ln 0.4)s=0.183 s,第 2 章 结 束,下一章,上一章,返回主页,习题,1、如图所示的有源二端网络中，含有电流控制的电流源,I,1,，I,1,是流过R,1,得电流。已知U,S,1.5V，R,1,1200，R,2,2000，,50。试求此有源二端网络的开路电压U,OC,，短路电流I,SC,，等效电阻R,0,，并画出其戴维南等效电路和诺顿等效电路。,R,1,U,S,1.5V,R,2,I,2,I,1,I,1,a,b,受控源,(1)电压控制电压源(VCVS)；,(2)电压控制电流源(VCCS)；,(3)电流控制电流源(CCCS)；,(4)电流控制电压源(CCVS)。,2.右图所示电路中，已知,U,S,10V，,I,S,1A，,R,1,10欧，,R,2,R,3,5欧，试用叠加原理求流过,R,2,的电流,I,2,3.在右图所示电路中，开关S闭合前电路已处于稳态，其中I,S,=1.5A，,试确定S闭合后电压uc和电流ic、i1、i2的初始值和稳态值。,