电路分析基础 第8章电路的暂态分析 8.1换路 8.4二阶 定律 电蹭的零 输入响应 阶 8.3一阶 路的 电路的 暫淹分祈 阶跃响应 自录
8.1 换路 定律 8.3 一阶 电路的 阶跃响应 第8章 电路的暂态分析 8.4 二阶 电路的零 输入响应
电路分析基础 本章的学习目的和要求 了解“暂态”与“稳态”之间的区 别与联系;熟悉“换路”这一名词的含 义:牢固掌握换路定律:理解暂恋分析 中的“零输入响应”、“零状态响 应”“全啪应”及“阶跃响应”等概念 充分理解一阶电路中暂态过程的规律 熟练掌握一阶电路晳态分析的三要素法; 了解二阶电路自由振荡的过程。 返节目录
本章的学习目的和要求 了解“暂态”与“稳态”之间的区 别与联系；熟悉“换路”这一名词的含 义；牢固掌握换路定律；理解暂态分析 中的“零输入响应” 、 “零状态响 应”“全响应”及“阶跃响应”等概念； 充分理解一阶电路中暂态过程的规律； 熟练掌握一阶电路暂态分析的三要素法； 了解二阶电路自由振荡的过程
电路分析基础 8.1换路定律 学习目标:了解暂态分析中的一些基本概念;理解 “换路”的含义;熟悉换路定律的内容及 理解其內涵.初步掌握其应用 8.1.1基本概念 1、状恋变量:代表物体所处状态的可变化量称为状态 变量。如电感元件的i及电容元件的lo 2、换路:引起电路工作状态变化的各种因素。如:电 路接通、断开或结构和参数发生变化等。 返节目录
了解暂态分析中的一些基本概念；理解 “换路”的含义；熟悉换路定律的内容及 理解其内涵，初步掌握其应用。 8.1.1 基本概念 1、 代表物体所处状态的可变化量称为状态 变量。如电感元件的iL及电容元件的uC。 2、 引起电路工作状态变化的各种因素。如：电 路接通、断开或结构和参数发生变化等
电路分析基础 8.1换路定律 3、暂疮:动态元件L的磁场能量=0.5LP和C的电场能 量W=0.5CU2,在电路发生换路时必定产生 变化。由于这种变化持续的时间非常短暂,通 常称为“暂态”。 4、粵輸入响应:电路发生换路前,动态元件中已储有 原始能量。换路时,外部输入激励为零,仅在 动态元件原始能量作用下引起的电路响应。 5、零状态响痖:动态元件的原始储能为零,仅在外部 输入激励的作用下引起的电路响应, 6、全响应∶电路中既有外部激励,动态元件的原始储能 也不为零,这种情况下换路引起的电路响痖 返节目录
3、 动态元件L的磁场能量 和C的电场能 量 ，在电路发生换路时必定产生 变化，由于这种变化持续的时间非常短暂，通 常称为“暂态” 。 4、 电路发生换路前，动态元件中已储有 原始能量。换路时，外部输入激励为零，仅在 动态元件原始能量作用下引起的电路响应。 5、 动态元件的原始储能为零，仅在外部 输入激励的作用下引起的电路响应。 6、 电路中既有外部激励，动态元件的原始储能 也不为零，这种情况下换路引起的电路响应
电路分析基础 8.1.2换路定律 由于能量不能发生跃变,与能量有关的和,在电 路发生换路后的一瞬间,其数值必定等于换路前一瞬间 的原有值不变。 换路定律用公式可衰示为 i1(0+)=i1(0-) (0+)=lc(0-) 换路发生在仁0时刻,(0-)为换路前一瞬间,该时刻电 路还来换路;(O0+)为换路后一瞬间,此时刻电路已经换 路 返节目录
8.1.2 换路定律 由于能量不能发生跃变，与能量有关的iL和uC，在电 路发生换路后的一瞬间，其数值必定等于换路前一瞬间 的原有值不变。 (0 ) (0 ) (0 ) (0 ) C C L L u u i i 换路发生在t=0时刻，(0-)为换路前一瞬间，该时刻电 路 ；(0+)为换路后一瞬间，此时刻电路
电路分析基础 暂疮过程产生的原因 电阻电路 (t=0) U R 电阻元件是耗能元件,其电压、电流在任一瞬 间均遵循欧姆定律的即时对应关系。因此,电阻完 件上不存在暂态过程。 返节目录
电阻电路 电阻元件是耗能元件，其电压、电流在任一瞬 间均遵循欧姆定律的即时对应关系。因此，电阻元 件上不存在暂态过程。 (t = 0) US _＋ S R I I 0 t
电路分析基础 R-电路 R ①Us R 电感元件是储能元件,其电压、电流在任一瞬间 均遵循微分(或积分)的动态关系。它储存的磁能 uidt =-Li 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。 返节目录
电感元件是储能元件，其电压、电流在任一瞬间 均遵循微分(或积分)的动态关系。它储存的磁能： (t = 0) US _＋ S L iL iL 0 t R U S R 2 L 0 L 2 1 W uidt Li t 因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有
电路分析基础 R-C电路 S R ①U 电容元件也是储能元件,其电压、电流在任一瞬间也 遵循微分(或积分)的动态关系。它储存的电能 ui dt=-Cu C 0 因为能量的存储和释放需要一个过程,所以有电容 的电路也存在过渡过程。 返节目录
电容元件也是储能元件，其电压、电流在任一瞬间也 遵循微分(或积分)的动态关系。它储存的电能： 2 C 0 C 2 1 W uidt Cu t 因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有 (t = 0) US _＋ S C iC uC 0 t R _uC ＋ US
电路分析基础 电路初始值的确定 初始值(起始值):电路中l、i在0时 的大小。 画点 1.根据换路前一瞬间的电路,应用电路 基本定律确定1(0+)和c(0+)。 2.根据换路后的等效电路,应用电路基 本定律确定其它电量的初始值, 返节目录
1. 2. 根据换路后的等效电路，应用电路基 本定律确定其它电量的初始值。 初始值（起始值）：电路中 u、i 的大小。 根据换路前一瞬间的电路，应用电路 基本定律确定iL (0+）和uC(0+）
电路分析基础 已知i(0)=0,l(0)=0,试求S翔合瞬间,电 路中所标示的各电压、电流的初始值, +2根据换路定律可得 20V100+0mBQ+4(0+)=i1(0)=0,相当于路 2092 l(04)=uC(0)=0,相当于短路 气可得t=0+时等效电路如下 其他各量的初始值为 luF 2092 l1(0+)=1(0+)=20V O1H 20V 1092u l2(0+)=0 20 ic(0+)=1(0+)==2A 10 返节目录
已知 iL (0 ) = 0，uC(0 ) = 0，试求 S 闭合瞬间，电 路中所标示的各电压、电流的初始值。 (t = 0) _＋ S 0.1H u2 u1 20Ω 10Ω 1μF 20V iC _＋ ＋ _ i iL u L_＋ ＋ uC_ 根据换路定律可得： 可得t = 0+时等效电路如下 iL(0+ ) = iL(0–) = 0，相当于 uC(0+ ) = uC(0–) = 0，相当于 _＋ S 0.1H u2 u1 20Ω 10Ω 1μF 20V iC _＋ ＋ _ i uL _＋ 其他各量的初始值为： uL (0) u1 (0) 20V (0 ) 0 u2 2A 10 20 (0 ) (0 ) iC i
