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第三章一阶电路的瞬态分析.ppt

发布:2017-04-21约1.26千字共49页下载文档
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第三章 一阶电路的瞬态分析;换路定则;日常生活中的瞬态现象;日常生活中的瞬态现象;电路中瞬态产生的原因;S闭和前; 如果希望电路中没有瞬态,设t=0为换路瞬间,t=0–表示换路前的终了瞬间,t=0+表示换路后的初始瞬间。则在从t=0-到t=0+时间内应该有;换路定则内容; 对于线路元件L、C为常数,所以,当换路时WL不能跃变,则反映在电感中的电流iL不能跃变;WC的不能跃变,则反应在电容上的电压uc不能跃变。所以通常换路定则又表示为;电路中初始值的确定;初始值确定举例;根据t=0–如图等效电路,计算出电容电压为:; 例2:在图2所示电路中,已知:R1=4Ω,R2=6Ω,R3=3Ω,C=0.1μF,L=1mH,US=36V,开关S闭合已经很长时间,在t=0时将开关S断开,试求电路中各变量的初始值。; 求出uC(0-)和iL(0-); 由此计算出t=0+时,电路中的各量的初始值如下表所示。;例3:电路如图3所示。求在开关s闭合瞬间(t=0+)各元件中的电流及其两端电压?当电路到达稳态时又各等于多少?设在t=0-时,电路中的储能元件均未储能。;由此画出t=0+时的等效电路如下图:;;由上分析可见;一阶线性电路的瞬态响应;一阶电路的瞬态响应分析;——对应其次方程的通解;对方程:;代入初始条件为:;其中;;三要素法:;;时间常数的意义:; 从理论上讲:只有t→∞,曲线才趋于稳态值,但是由于指数曲线起始部分变化快,后面变化较慢,所以,实际工程中认为t=(3~5)τ,暂态过程就结束 。; 这是因为,如果电阻一定,则时间常数越大,电容值就越大,相同电压下所储存的电荷越多,完成充放电的时间也越长,暂态过程越长;如果电容值一定,则时间常数越大,电阻值就越大,电路阻碍电流流动的作用越强,要完成充放电的时间也越长,暂态过程越长。;应用三要素法应注意;三要素法应用步骤;例题分析;;+;; 例2:在图示电路中开关s原先合在l上,电路已处于稳态.L=1H,在t=0时将开关从l端合到2端,试求换路后的i1 i2,iL及uL的值。 ;;;一阶电路的矩形波响应; 设 经过 为暂态过程结束 ;积分电路;三、小结;例:在图 (a)电路中,当开关S在“1”位时电路处于稳 态,在t=0时刻由“1”位换到“2”位,求换路后等效电 容电压的变化规律,并作出相应的波形。电源电压 us波形如图 (b)所示,其矩形脉冲宽度tp=?,t2=2? 。;解(1):将电容C1、C2、C3 合并成等效电容C,其等效电 路如图(C)所示。;(2)在t=t1时刻,电源发生变化,电路进行换路。在;(3)在t=t2时刻,电源发生变化,电路进行换路。在;(4)在t=t3时刻以后, 画出uc(t)大致波形 如图。由此可见, RC电路在外加矩形脉 冲波电压激励下,电 容电压uc的响应是一 锯齿波。当 时, 充放电过程缓慢,锯 齿波的线性度好。
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