動態(tài)電路ppt課件(完整版)
【正文】 8章 動態(tài)電路則：iC（ t0+） =iL（ t0+） i1（ t0+） i2（ t0+） == A?uL（ t0+） =USiL（ t0+） R0uC（ t0+） =304=0 V第 8章 動態(tài)電路直流激勵下動態(tài)電路達(dá)到穩(wěn)態(tài)時具有的兩個特征：216。216。 假如能量可以躍變，就意味著需要提供無窮大的功率，這在實際中是不可能的。 換路與電路初始值 電路的動態(tài)過程第 8章 動態(tài)電路216。教學(xué)重點和難點： 重點：電路的動態(tài)過程的換路定律及三要素分析法。 難點：求解一階電路的三要素公式的推導(dǎo)過程， RLC動態(tài)電路的分析。換路： 電路狀態(tài)的突然改變稱為換路。 即：當(dāng) ?t→0 ，而能量 w可以躍變時，將導(dǎo)致功率： 第 8章 動態(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，其電壓 uC不能躍變；如果電感元件的電壓為有限值時，其電流 iL不能躍變。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窮大，在一般電路中這是不可能的。電容元件相當(dāng)于斷路，通過電容的電流為零；216。圖示 RL電路，開關(guān) S在t=t0時刻閉合后，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)于時間 t 的一階常系數(shù)線性非齊次微分方程。 第 8章 動態(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。τ ：稱為一階電路在換路后的過渡過程中的時間常數(shù)。對于一階 RC電路： 對于一階 RL電路： R0的計算：（ 1）對于簡單的一階電路， R0就是換路后的電路從儲能元件兩端看進(jìn)去的無源網(wǎng)絡(luò)的等效電阻；（ 2）對于較復(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能元件后，在儲能元件兩端所求得的無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻，即戴維南等效電阻。微分方程：216。時間常數(shù)： 第 8章 動態(tài)電路216。第 8章 動態(tài)電路一階動態(tài)電路的特點：216。第 8章 動態(tài)電路例 在圖示 RL電路中，實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。 幅度為 A的階躍函 數(shù)表示 為 A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，因為 1（ t）已表示出這一條件。當(dāng)時間常數(shù) τ增大時， uC會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；如時間常數(shù) τ遠(yuǎn)大于 T，則由于電容充電的累積， uC會逐漸升高，這時該電路還可近似作為積分電路。則有：上式所對應(yīng)的齊次微分方程為： ? 其特征方程為：第 8章 動態(tài)電路該方程的兩個特征根為： 因為 α=R/2L0，所以，當(dāng) αω0時， p1與 p2為不相等的負(fù)實根；當(dāng) α=ω0時， p1與 p2為相等的負(fù)實根；當(dāng)αω0時， p1與 p2為負(fù)實部共軛復(fù)數(shù)根。）uL=U0sin（ ω0t90176。RC放電時，電容器上的電壓按指數(shù)規(guī)律下降： 216。第 8章 動態(tài)電路 微分電路和積分電路仿真216。216。結(jié)論：該積分電路的輸入為矩形脈沖波，輸出為三角波。即：uC（ t0+） =uC（ t0）； qC（ t0+） =qC（ t0）iL（ t0+） =iL（ t0）； ψL（ t0+） =ψL（ t0）第 8章 動態(tài)電路（ t＝ 0+時刻）響應(yīng)的數(shù)值稱為動態(tài)電路的初始值。一階電路的零狀態(tài)響應(yīng)為：響應(yīng)。積分電路的信號電壓與輸入信號近似成積分關(guān)系。電感 L和電容 C元件都是不消耗能量的儲能元件。積分電路的輸出信號正比于輸入信號的積分，可將脈沖波變換為三角波。tp（ tp為 輸入 脈沖信號的脈寬）；輸出信號從 R上取得。 第 8章 動態(tài)電路例 RC充放電電路如圖所示。）則：為等幅振蕩過程。第 8章 動態(tài)電路 RLC串聯(lián)電路的零輸入響應(yīng) ： RLC串聯(lián)電路中，設(shè)開關(guān) S從位置 1打向位置 2前電容已經(jīng)充電到電壓 U0，其極性如圖中所示，并且電流 i為零。 微分的條件： （ 2）輸出電壓從電阻 R端取出（ 1）3．波形： 見微分波形圖。求 uC（ t）和 uR（ t），并畫出波形圖。 如果幅度為 A的階躍發(fā)生在 t=t0時，則稱為延
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