电工学第2章电路的瞬态分析1.pdf

第2章 电路的瞬态分析 目录 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 教学基本要求 1. 了解电路的稳态和瞬态，激励和响应； 2. 理解储能元件的电压电流关系、储能特性和在稳态直 流电路中的作用； 3. 理解电路的换路定律； 4. 了解用微分方程式法求电路响应，理解储能元件的放电 和充电规律； 5. 理解时间常数的意义； 6. 掌握初始值、稳态值和时间常数的计算方法，掌握三 要素法。 2.1 瞬态分析的基本概念 一、稳态和瞬态 一、稳态和瞬态 瞬态 稳态 换路 新的稳态 稳态：电路的结构和元件的参数一定时，电路的工作状态一 定，电压和电流不会改变（直流或周期性变化）。 换路：电路接通、断开、改接;参数和电源发生突变…… 瞬态(过渡状态)：从一个稳态到新稳态的过渡过程。 换路后为什么会有瞬态过程？ 外因：换路 内因：电容、电感 电场能和磁场能不能突变 S R R + + iC + + iC US uC 开关S 闭合 US uC − − − − 旧稳态 新稳态 u C 稳态 瞬态 US O t 二、激励和响应 电路从电源（包括信号源）输入的信号统称为 激励。激励有时又称输入。 电路在外部激励的作用下，或者在内部储能的 作用下产生的电压和电流统称为响应。响应有 时又称输入。 二、激励和响应 按照产生响应原因的不同，响应可分为： (1) 零输入响应 无外部激励，储能元件中有储存能量 (2) 零状态响应 有外部激励，储能元件未储存能量 (3) 全响应 有外部激励，储能元件储有能量 在线性电路中: 全响应＝零输入响应＋零状态响应 二、激励和响应 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。 阶跃响应即在直流电源作用下的响应。 u 换路后电路 与电源接通 0 , 当t 0 时 U u ( t ) =