電工電子技術(shù)課程課件一階電路瞬態(tài)響應(yīng)(已修改)
2025-02-01 09:05 本頁(yè)面
【正文】 一階電路瞬態(tài)響應(yīng) 電工電子學(xué) (Ⅱ ) 教學(xué)基本要求 ?理解電路的瞬態(tài)、換路定律和時(shí)間常數(shù)的基本概念； ?掌握一階電路瞬態(tài)分析的三要素法。 ?理解零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)瞬態(tài)響應(yīng)、穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)的概念。 ? 本章講授學(xué)時(shí) : 3學(xué)時(shí) 自學(xué)學(xué)時(shí) : 8學(xué)時(shí) 電工電子學(xué) (Ⅱ ) 主要內(nèi)容 ?換路定則 ?一階電路的瞬態(tài)響應(yīng) ?一階電路的矩形波響應(yīng) ?本章小結(jié) 電工電子學(xué) (Ⅱ ) 換路定則 ? 瞬態(tài)的概念 ? 電路中瞬態(tài)產(chǎn)生的原因 ? 換路定則內(nèi)容 ? 電路中初始值的確定 電工電子學(xué) (Ⅱ ) 瞬態(tài)的概念 穩(wěn)定狀態(tài) :電路中的電流和電壓在給定的條件下已到達(dá)某一穩(wěn)態(tài)值 ,對(duì)交流講是指它的幅值到達(dá)穩(wěn)定 ,穩(wěn)定狀態(tài)簡(jiǎn)稱穩(wěn)態(tài)。 瞬態(tài) :電路的過(guò)渡過(guò)程往往為時(shí)短暫，所以電路在過(guò)渡過(guò)程中的工作狀態(tài)常稱為瞬態(tài)， 電工電子學(xué) (Ⅱ ) 瞬態(tài)產(chǎn)生的原因 (1) 1R)0( ?tS2RRiRu??SU)0( ?tS1RLLiLu??SU)0( ?tS1RCCiCu??SUS閉和前 0,0 ?? RR ui0?RW0,0 ?? LL ui0?LW0,0 ?? CC ui0?CW0?t??t0?t??t0?t??tS閉和后很久 SRSR URRRuRRUi21221, ????tuidtuiW RRt RRR ?? ?0SCC Uui ?? ,0221SC CUW ?0, ?? LSL uRUi221LL LiW ?可見(jiàn)：除了 WR以外， WC和 WL均與時(shí)間無(wú)關(guān)。 ? 如果電路中沒(méi)有過(guò)度狀態(tài)，則在從 t=0到 t=0+時(shí)間內(nèi)有： ??dtdW L??dtdW C電工電子學(xué) (Ⅱ ) 瞬態(tài)產(chǎn)生的原因 (2) ?電路的接通、切斷、短路、電源電壓的改變或電路中元件參數(shù)的改變等（稱為換路） ?電路中含有電感元件和電容元件 ?換路引起電路中能量關(guān)系發(fā)生變化，即：使電感儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量發(fā)生變化，或使電容中儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量發(fā)生改變等，而這種變化也是不能躍變的。 電工電子學(xué) (Ⅱ ) 換路定則 (1) 設(shè) t=0為換路瞬間 ， t=0–表示換路前的終了瞬間； t=0+表示換路后的初始瞬間； 換路瞬間電感元件中儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量 WL和電容元件中儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量 WC不能躍變 ， 即 ?????????)0()0()0()0(CCLLWWWW電工電子學(xué) (Ⅱ ) 222121CCLL CuWLiW ??? 對(duì)于線性元件 L、 C為常數(shù)，當(dāng)換路時(shí) WL不能躍變則反映在電感中的電流 iL不能躍變， WC的不能躍變則反應(yīng)在電容上的電壓 uc不能躍變。 ?????????)0()0()0()0(CCLLuuii?????????)0()0()0()0(CCLLqq??換路定則 (2) ?電工電子學(xué) (Ⅱ ) 換路定則表達(dá)式為： ?????????)()()()(TWTWTWTWCCLL?????????)()()()(TuTuTiTiCCLL?????????)()()()(TTTTCCLLqq??換路定則 (3) 電工電子學(xué) (Ⅱ ) 初始值的確定 (1) 瞬態(tài)過(guò)程的初始值（ t=0+電路電壓和電流之值：） ?由 t=0–時(shí)求出 uC(0–)和 iL(0–)。（ 換路前電路處于穩(wěn)態(tài)，則電感視為短路，電容視為開(kāi)路 .） ?在 t=0+時(shí)，用換路定則確定 uc(0+)和 iL(0+) 。 ?在 t=0+時(shí)，用電壓源 V0=uc(0+) 代替電容，用電流源I0=iL(0+)代替電感，作出 t=0+時(shí)刻的等效電路，應(yīng)用求解直流電路的方法，計(jì)算電路中其他各量在t=0+時(shí)的初始值。 電工電子學(xué) (Ⅱ ) 初始條件 電路元件 初值（ 0+） 終值（ ∞ ） 初 始 無(wú) 儲(chǔ) 能 短路 開(kāi)路 開(kāi)路 短路 初 始 有 儲(chǔ) 能 電壓源 + 短路 開(kāi)路 電流源 + 開(kāi)路 短路 C 0?CiC0?CuL 0?Li L0?Lu?? 0UuC?CL0IiL?C??0UL0I0?CiL0?Lu初始值的確定 (2) 電工電子學(xué) (Ⅱ ) 初始值的確定 (3) ? 例
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