电工学↓ 第三章电路的暂态分析 第一节暂态分析的基本概念与换路定律 第二节R©电路的暂态过程 第三节RC电路对矩形脉冲的响应 第四节一阶电路暂态分折的三要素法 第五节RL电路的暂态过程 习题 目录
第三章 电路的暂态分析 第一节 暂态分析的基本概念与换路定律 第二节 RC电路的暂态过程 第三节 RC电路对矩形脉冲的响应 第四节 一阶电路暂态分析的三要素法 第五节 RL电路的暂态过程 习 题 目录
电工学↓ 第一节暂态分析的基本概念与 换路定律 暂态过程 产生暂态过程的原因 换路定律 返回
返回 第一节 暂态分析的基本概念与 换路定律 暂态过程 产生暂态过程的原因 换路定律
电工学↓ 一、暂态过程 稳态：电路中的电流，电压稳定不变或 者是时间上的周期函数，称为电路处于稳 态。 当一个稳态电路的结构或元件参数发生 改变时，电路原稳态被破坏而转变到另一 种稳态所经历的过程，称为电路中的过渡 过程。由于过渡过程经历的时间很短，所 以又称为暂态过程或暂态。 返回
一 、暂态过程 返回 稳态：电路中的电流，电压稳定不变或 者是时间上的周期函数，称为电路处于稳 态。 当一个稳态电路的结构或元件参数发生 改变时，电路原稳态被破坏而转变到另一 种稳态所经历的过程，称为电路中的过渡 过程。由于过渡过程经历的时间很短，所 以又称为暂态过程或暂态
电工学↓ 在图示的RL电路中 S打开时，电路中 的电流等于零，这 是一种稳态。 若开关在t=0时 接通，电路中的电 流逐渐增加，最终 达到=U/R,这是一 种稳态。 返回
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。 + － t = 0 S R L UL US UR S打开时，电路中 的电流等于零，这 是一种稳态。 在图示的RL电路中 返回
二、产生暂态过程的原因 电工学↓ 内因：电路中存在储能元件(C、L) 电容与电感上存储的能量不能跃变 所以，在含有C、L的电路中，从一种稳 态到另一种稳态，要有一个过渡过程。 外因：换路 换路是指电路的结构或参数发生变 化。如开关的通断、短路、信号突然 接入、电源电路参数的改变等。 换路时电路的状态会发生改变。 返回
二、产生暂态过程的原因 内因：电路中存在储能元件（C、L） 电容与电感上存储的能量不能跃变， 所以，在含有C、L的电路中，从一种稳 态到另一种稳态，要有一个过渡过程。 外因：换路 换路是指电路的结构或参数发生变 化。如开关的通断、短路、信号突然 接入、电源电路参数的改变等。 换路时电路的状态会发生改变。 返回
三、换路定律 电工学↓ 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+。 红的速扬量为 变换路定律 z(0)=(0.) uc(0)=uc(0.) 返回
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+。 在电感元件中，储存的磁场能量为 WL=1/2 L iL 2 ,电感中的能量不能跃变， 表现为电感中的电流iL不能跃变。 在电容元件中，储存的电场能量为 WC=1/2CuC 2 ,电容中的能量不能跃变， 表现为电容两端的电压uC不能跃变。 iL (0+ )＝iL (0－) uC(0+ )＝uC(0－) 电感中的电流和电容两端的电压不能 跃变称为换路定律，表示为： 返回
换路定律适用于换路瞬间，用它来确 定暂态过程的初始值。 若2(0+)=iz(0)=0,uc(0+)=uc(0-)=0 换路瞬间，电容相当于短路，电感相当于 断路。 ●若2(0)=z(0_)0,4c0)=uc0_)0,换 路瞬间，电容相当于恒压源，电感相当于 恒流源。 电路中其它电压电流在换路瞬间，用 换路定律、KVL、KCL定律联合求解， 返回
换路定律适用于换路瞬间，用它来确 定暂态过程的初始值。 若iL (0+ )= iL (0－)=0，uC (0+ )= uC (0－)=0， 换路瞬间，电容相当于短路，电感相当于 断路。 若iL (0+ )= iL (0－)≠0， uC (0+ )= uC (0－) ≠0，换 路瞬间，电容相当于恒压源，电感相当于 恒流源。 电路中其它电压电流在换路瞬间，用 换路定律、KVL、KCL定律联合求解。 返回
特征 电学V 元 f= 0 t=0+ t=00 uc(0-) uc(0)=0 =0 uc(0-) uc(0+)=Uo 开路 -Uo (0)=0 (0)=0 z0.) iz(0+)F10 短路 i.(A =10 返回
C L iL (t) t = 0+ t = 0－ t =∞ uC (t) uC (0+ uC (0－ ) )=0 =0 uC (0－ ) =U0 uC (0+ )=U0 + - 开路 iL (0－) iL (0+ )=I0 短路 =I0 iL (0- )=0 iL (0+ )=0 返回
例1、在图示电路中，已知R=1k2。 电工学↓ Us10V,L=1H,换路前电路已处于稳态 求开关闭合后的初始值。 解：S闭合前，电路已 处于稳态。 z(0-)=0 在S闭合的瞬间，根据 换路定律有： (0)=z(0.)=0 uR(0)=i0+)R=0 ur(0+)+uz(0+)=Us∴.u(0)=10V 返回
例1、在图示电路中，已知R=1kΩ US=10V，L=1H，换路前电路已处于稳态， 求开关闭合后的初始值。 + － S i uL R US 解：∵S闭合前，电路已 处于稳态。 iL (0－ ) = 0 在S闭合的瞬间，根据 换路定律有： iL (0+ )＝iL (0－) = 0 uR (0+ ) = i(0+ ) R = 0 uR (0+ ) + uL (0+ ) =US ∴ uL (0+ )=10V 返回
电工学↓. 例2、已知U、=10V,R=2k2,R2=3k2换路 前电路已处于稳态，求：t=0时，S断开后电 压电流的初始值。 请慎重作出选择： 换路瞬间©相当于短路 换路瞬间C相当于恒压源 换路瞬间1=i2 换路瞬间，=c 返回
R1 US S C i iC 2 uC + － R2 例2、已知US=10V，R1=2kΩ，R2=3kΩ换路 前电路已处于稳态，求:t＝0时，S断开后电 压电流的初始值。 i1 请慎重作出选择： 换路瞬间C相当于短路 换路瞬间C相当于恒压源 换路瞬间i1＝i2 换路瞬间i1＝iC 返回