第三章一阶电路的瞬态分析.ppt

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。