《电工(第章暂态过程分析)T》课件.ppt

第5章 电路的暂态分析 5.1换路定理 5.2 一阶RC电路的暂态分析 5.2.1 经典法 5.2.2 时间常数 5.3 一阶RL电路的暂态分析 5.4 三要素法 5.5 脉冲激励下的RC电路 5.5.1单脉冲作用下的RC电路 5.5.2序列脉冲作用下的RC电路 5.6含有多个电容的一阶电路 5.6.1 多个电容可以等效为一个电容 5.6.2 换路后出现电容并联 5.6.3 换路后恒压源与电容构成回路 *5.7 RLC二阶电路的暂态过程 产生暂态过程的电路及原因? 时间常数 初始值 稳态值 稳态值 一般形式： K R U + _ C t=0 二、三要素法 一阶电路微分方程解的通用表达式： K R U + _ C t=0 其中三要素为: 稳态值 ---- 初始值 ---- 时间常数---- ? 代表一阶电路中任一电压、电流函数。 式中 三要素法求解过渡过程要点： 终点 起点 t 分别求初始值、稳态值、时间常数 将以上结果代入过渡过程通用表达式 画出过渡过程曲线（由初始值?稳态值） ? ? ? 例1 “三要素法”例题 K R1=2k? U=10V + _ C=1?F t=0 R2=3k? K R1=2k? U=10V + _ C=1?F t=0 R2=3k? 4V 6V 10V 0 t uC uR1 2mA iC 例2 t=0 R1= 5k? R2= 5k? I=2mA C=1?F ，R为去掉C后的有源二端网络的等效电阻 uC 5 10 0 t 求: 电感电压 例3 已知：K 在t=0时闭合，换路前电路处于稳态。 t=0 3A L K R2 R1 R3 IS 2? 2? 1? 1H 第一步:求起始值 t=0 3A L K R2 R1 R3 IS 2? 2? 1? 1H t =0ˉ时等效电路 3A L t=0+时等效电路，电感相当于一个2A的恒流源 2A R1 R2 R3 t=0 3A L K R2 R1 R3 IS 2? 2? 1? 1H t=0+时的等效电路 第二步:求稳态值 t=?时等效电路 t=0 3A L K R2 R1 R3 IS 2? 2? 1? 1H R1 R2 R3 第三步:求时间常数 t=0 3A L K R2 R1 R3 IS 2? 2? 1? 1H L R2 R3 R1 L R * 海南风光 第5章 电路的暂态分析 清华大学电机系电工学教研室 唐庆玉编 旧稳态 新稳态 暂态过程 : C 电路处于旧稳态 K R U + _ 开关K闭合 概述 电路处于新稳态 R U + _ “稳态”与 “暂态”的概念: ? 无过渡过程 I ? 电阻电路 t = 0 U R + _ I K 电阻是耗能元件，其上电流随电压比例变化， 不存在过渡过程。 电容为储能元件，它储存的能量为电场能量 ，其大小为： R-C电路 因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有电容的电路存在过渡过程。 U K R + _ C uC R-L电路 电感为储能元件，它储存的能量为磁场能量，其大小为： 因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有电感的电路存在过渡过程。 K R U + _ t=0 iL 换路: 电路状态的改变。如： 5.1 换路定理 1 . 电路接通、断开电源 2 . 电路中电源的升高或降低 3 . 电路中元件参数的改变 ………….. 换路定理: 在换路瞬间，电容上的电压、电感中的电流不能跃变。 设：t=0 时换路 --- 换路前瞬间 --- 换路后瞬间 则： * 若 发生突变， 不可能！ 一般电路 则 所以电容电压 不能突变 从电路关系分析 K R U + _ C i uC K 闭合后，列回路电压方程： 初始值的确定 求解要点：换路定理 1. 2. 根据电路的基本定律和换路后的等效 电路，确定其它电量的初始值。 初始值（起始值）：电路中 u、i 在 t=0＋ 时 的大小。 例1： 则根据换路定理： 设： K R U + _ C t=0 U 0 在t=0+时，电容相当于短路 在t=?时，电容相当于断路 例2： K R1 U + _ C t=0 R2 U=12V R1=2k? R2=4k? C=1?F 根据换路定理： 在t=0+时，电容相当于一个恒压源 例3 换路时电压方程 : 根据换路定理 解: ? 求 : 已知: R=1kΩ, L=1H , U=20 V、 设 时开关闭合 开关闭合前 iL U K t=0 uL uR R L 已知: 电压表内阻 设开关 K 在 t = 0 时打开。 求: K打开的瞬间,电压表两端的电压。 换路前 (大