第5章 电路的暂态分析.ppt

第三章电路的暂态分析;返回;一、暂态过程;若开关在t=0时接通，电路中的电流逐渐增加，最终达到I=U/R,这是一种稳态。;二、产生暂态过程的原因;三、换路定律

通常我们把换路瞬间作为计时起点。即在t＝0时换路。把换路前的终结时刻记为t＝0-，把换路后的初始时刻记为t＝0+。;三、换路定律

通常我们把换路瞬间作为计时起点。即在t＝0时换路。把换路前的终结时刻记为t＝0-，把换路后的初始时刻记为t＝0+。;换路定律适用于换路瞬间，用它来确定暂态过程的初始值。;元件;例、在图示电路中，已知：R=1KΩ

US=10V，L=1H,求开关闭合后的初始值。;R1;你的选择是错误的！！！;通往天堂的班车已到站，请抓紧时间上车。;R1;返回;返回;第二节RC电路的暂态过程;返回;如果在换路瞬间储能元件原来就有能量储存，那么即使电路中并无外施电源存在，换路后电路中仍将有电压电流。因此，将电路中无输入信号作用时，由电路内部在初始时刻的储能所产生的响应称为零输入响应。;换路前,储能元件有储能,即非零状态,

这种状态下的电路与电源接通，储能元

件的初始储能与外加电源共同引起的响应

称为全响应。;变化曲线为:;1、换路后电路的微分方程;2.解微分方程;显然uC、i、uR都是按同样的指数规律变化的，且都是按指数规律衰减，最后趋于零。;变化曲线为:;2.时间常数;Us;二.零状态响应;1.换路后的微分方程;2.解微分方程;显然i、uR是按指数规律衰减，最后趋于零。uC随t不断增加，最后趋于US。;u;返回;

换路前,储能元件有储能,即非零状态,

这种状态下的电路与电源接通，储能元

件的初始储能与外加电源共同引起的响应

称为全响应。;1.换路后的微分方程;2.解微分方程.;2．对全响应的讨论;Uo;;返回;第三节RC电路对矩形波的响应;矩形波脉冲;一、微分电路;t;微分电路的作用是将矩形波变成为尖脉冲

ui=uC+uO≈uC

uO=Ri=RC·duC/dt=RC·dui／dt

u0与ui之间是一种微分关系。;由于τtP,所以充放电很慢,

uC:ui=U,C充电，充电时间tPτ

ui=0,C放电，放电时间tPτ

u0:u0=uC=ui－uRui;积分电路可以将矩形波转换为三角波输出;第四节一阶电路暂态分析的

三要素法;只含有一个（或者可以化为一个）储能元件的线性电路，无论是简单的，还是复杂的，它的微分方程都是一阶常系数微分方程,这种电路称为一阶电路。;二、求解一阶电路的三要素法

用f(t)表示电路中的某一元件的电压或电流,f(∞)表示稳态值,f(0+)表示初始值，τ为时间常数。;f(0+)：uC(0+)和iL(0+)可用换路定律在换路

前的电路求，其它电压和电流要在

换路后的电路中求得。

f(∞)：进入稳态后电容相当于开路,电感

相当于短路，可应用电路的分析

方法计算电压或电流的稳态值。;例、图示电路中,IS=6mA,C=0.1μF,R1=6KΩ,R2=1KΩ,R3=2KΩ，在t=0时将S闭合,试求uC(t)，画出曲线。;例、图示电路中,IS=8mA,C=4μF,R1=2KΩ,R2=3KΩ,R3=1KΩ,R=5KΩ，E=10V，在t=0时将S由1打向2,试求uC(t)，画出曲线。;返回;返回;例、图示电路中U=20V,R=50KΩ,C=4μF,

在t=0时闭合S1,在T=0.1秒时闭合S2,试求S2闭合后的uC(t),并画出曲线,设S1闭合前uC=0.;当t=0.1s时

uC(0.1)=20(1－e－5t)

≈7.87v;变化曲线如图;例、已知，U=10V,R1=10KΩ,R=15KΩ,

C=50μF,在t=0时打开S1,经过1秒

后打开S2,试求uc(t),并画出曲线。;＋;变化曲线如图;返回;返回;求解RL电路的暂态过程与求解RC电路的暂态过程的步骤相同,所不同的是RL电路的时间常数为τ=L/R.

L单位为（H），R单位为（Ω）时,τ是秒。

用列微分方程，解微分方程来求解暂态过程的方法称为经典法,通过经典法可归纳出求解一阶电路的三要素法。;例、在图示电路中,已知L=1mH