動(dòng)態(tài)電路ppt課件-wenkub
2023-05-18 18:10:23 本頁(yè)面
【正文】 第 8章 動(dòng)態(tài)電路216。如直流電路，正弦電路，非正弦周期電路。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)： 重點(diǎn)：電路的動(dòng)態(tài)過(guò)程的換路定律及三要素分析法。第八 章 動(dòng) 態(tài) 電 路第 8章 動(dòng)態(tài)電路教學(xué)目的： 。 難點(diǎn)：求解一階電路的三要素公式的推導(dǎo)過(guò)程， RLC動(dòng)態(tài)電路的分析。216。換路： 電路狀態(tài)的突然改變稱為換路。第 8章 動(dòng)態(tài)電路216。 即：當(dāng) ?t→0 ，而能量 w可以躍變時(shí)，將導(dǎo)致功率： 第 8章 動(dòng)態(tài)電路 換路定律在換路瞬間：如果電容元件的電流為有限值時(shí)，其電壓 uC不能躍變；如果電感元件的電壓為有限值時(shí)，其電流 iL不能躍變。因?yàn)樗鼈兊能S變不會(huì)導(dǎo)致能量的躍變 。如果電感元件中的電流可以躍變，則電感元件上的電壓為無(wú)窮大，在一般電路中這是不可能的。解 ： （ 1）由換路前電路求：uC（ 0–）， iL（ 0–）由已知條件知：uC（ 0–）＝ 0， iL（ 0–）＝ 0根據(jù)換路定律得：uC（ 0＋ ）＝ uC（ 0–）＝ 0iL（ 0＋ ）＝ iL（ 0–）＝ 0第 8章 動(dòng)態(tài)電路（ 2）畫出 t=0+的等效電路圖，求其余各電流、電壓的初始值 uC（ 0+）＝ 0，換路瞬間，電容元件可視為短路； iL（ 0+）＝ 0，換路瞬間，電感元件可視為開路。電容元件相當(dāng)于斷路，通過(guò)電容的電流為零；216。電感電壓等于零，但磁鏈和電流不一定為零。圖示 RL電路，開關(guān) S在t=t0時(shí)刻閉合后，由 KCL得到電路的電流關(guān)系為： iR（ t）＋ iL（ t） = iS（ t）第 8章 動(dòng)態(tài)電路或 在 R、 L 和 iS（ t）或 uS（ t）為已知的條件下，上式是電流 iL（ t）關(guān)于時(shí)間 t 的一階常系數(shù)線性非齊次微分方程。 第 8章 動(dòng)態(tài)電路換路后的電路方程（電路響應(yīng)）為： uR+uC=0將 uR=Ri， i=－ CduC/dt（負(fù)號(hào)表示電容的電壓和電流為非關(guān)聯(lián)參考方向）代入上式，得用一階常系數(shù)線性齊次常微分方程求解方法和初始條件，解得它的通解為： uC=Aep t216。 第 8章 動(dòng)態(tài)電路將其代入微分方程中得特征方程 ： RCP+1=0解得特征根：所以有：式中的常數(shù) A由電路的初始條件確定。 第 8章 動(dòng)態(tài)電路RiC+uC=USRC充電電路的 KVL方程為： 代入初始條件 uC（ 0＋ ） =uC（ 0） =0，求解后可得： 令 τ＝ RC，則：第 8章 動(dòng)態(tài)電路3．一階電路動(dòng)態(tài)過(guò)程的三要素法電路的全響應(yīng)：初始狀態(tài)及外加激勵(lì)共同作用下的響應(yīng)。τ ：稱為一階電路在換路后的過(guò)渡過(guò)程中的時(shí)間常數(shù)。 例 已知圖所示電路中，R1=R2=R3=3kΩ， C=103pF，Us=12V，開關(guān) S打開前電路穩(wěn)定，在 t=0時(shí)刻 S打開，試用三要素法求uC（ t）。對(duì)于一階 RC電路： 對(duì)于一階 RL電路： R0的計(jì)算：（ 1）對(duì)于簡(jiǎn)單的一階電路， R0就是換路后的電路從儲(chǔ)能元件兩端看進(jìn)去的無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的等效電阻；（ 2）對(duì)于較復(fù)雜的一階電路（含源電路）， R0為換路后的電路在除去電源和儲(chǔ)能元件后，在儲(chǔ)能元件兩端所求得的無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻，即戴維南等效電阻。響應(yīng)表達(dá)式： 216。微分方程：216。當(dāng) t＝ 0時(shí)， uC（ 0）＝ 0；當(dāng) t＝ ∞時(shí)， uC（ ∞）＝ US；整個(gè)動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程按指數(shù)規(guī)律上升變化。時(shí)間常數(shù)： 第 8章 動(dòng)態(tài)電路216。響應(yīng)表達(dá)式：216。第 8章 動(dòng)態(tài)電路一階動(dòng)態(tài)電路的特點(diǎn)：216。216。第 8章 動(dòng)態(tài)電路例 在圖示 RL電路中，實(shí)際電感元件的損耗電阻為r=2Ω， L=2H， R=2Ω，開關(guān) S打開前電路穩(wěn)定。根據(jù)各支路電流和各元件電壓參考方向所列 KCL方程為：iL+iR=ISil（ 0+） =il（ 0） =0R0=R+r=2+2=4 Ω第 8章 動(dòng)態(tài)電路（ 1）用 RL一階動(dòng)態(tài)電路的零狀態(tài)響應(yīng)公式可得：（ 2）用三要素公式可得：第 8章 動(dòng)態(tài)電路 階躍響應(yīng)單位階躍函數(shù)。 幅度為 A的階躍函 數(shù)表示 為 A 第 8章 動(dòng)態(tài)電路利用單位階躍函數(shù)可以表示在 t＝ 0時(shí)電路接入電壓源或電流源。如圖所示的 RC串聯(lián)電路的階躍響應(yīng)為：注：后面不需再標(biāo)明 t≥0，因?yàn)?1（ t）已表示出這一條件。1（ t） US當(dāng)時(shí)間常數(shù) τ增大時(shí)， uC會(huì)將輸入的矩形波變成鋸齒波或三角波，此特性可在電子線路中用于波形變換；如時(shí)間常數(shù) τ遠(yuǎn)大于 T
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