注冊設(shè)備工程師10年培訓(xùn)課件chapter6電路的暫態(tài)分析-文庫吧資料
2025-02-13 00:54本頁面
【正文】 壓 uC 從初始值 上升到 穩(wěn)態(tài)值的 % 時(shí)所需的時(shí)間。C ??? , 代入方程設(shè)：方程的通解 : RCtCCC AeUuuu????????Uutu39。UutuRC CC ??ddUu39。 實(shí)質(zhì)： RC電路的充電過程 分析： 在 t = 0時(shí)，合上開關(guān) s， 此時(shí) , 電路實(shí)為輸入一 個(gè)階躍電壓 u，如圖。 (3) 暫態(tài)時(shí)間 理論上認(rèn)為 、 電路達(dá)穩(wěn)態(tài) 0?Cu ??t工程上認(rèn)為 ~ 、 電容放電基本結(jié)束。 2?3 越大，曲線變化越慢， 達(dá)到穩(wěn)態(tài)所需要的時(shí)間越長。 圖示電路 實(shí)質(zhì)： RC電路的放電過程 6 .2 .1 RC電路的零輸入響應(yīng) Uu C ?? )0(+ S R U 2 1 + – Ci Cu 0?t R+ – cRCP1??\(2) 解方程： 0dd ?? CC utuRC01 ??RCP特征方程 RCtAu C ?? e 由初始值確定積分常數(shù) A 可得時(shí)，根據(jù)換路定則 , )0()0( Uut C ?? ??U? RCtUu C ?? e齊次微分方程的通解： 電容電壓 uC 從初始值按指數(shù)規(guī)律衰減， 衰減的快慢由 RC 決定。 2. 三要素法 初始值 穩(wěn)態(tài)值 時(shí)間常數(shù) 求 （三要素） 僅含一個(gè)儲(chǔ)能元件或可等效為一個(gè)儲(chǔ)能元件的線性電路 , 且由一階微分方程描述，稱為 一階線性電路。 2. 換路前 , 若儲(chǔ)能元件沒有儲(chǔ)能 , 換路瞬間 (t=0+的等 效電路中 )，可視電容元件短路，電感元件開路。 3. 換路前 , 若 uC(0)?0, 換路瞬間 (t=0+等效電路中 ), 電容元件可用一理想電壓源替代 , 其電壓為 uc(0+)。 t = 0+時(shí)等效電路 4V 1A 4? 2? + _ R R2 R1 U 8V + 4? ic _ iL R3 i 解： 解之得 A31)0( ??Ci并可求出 )0()0()0()0( 32 ???? ??? LCCL iRuiRu V311144314 ??????2? + _ R R2 R1 U 8V t =0 + + 4? i1 4? iC _ uC _ uL iL R3 4? 計(jì)算結(jié)果： 電量 A/Li A/Ci V/u V/Lu??0t ?t41031311換路瞬間， LC iu 、不能躍變，但 可以躍變。 解： (2) 由 t = 0+電路求 iC(0+)、 uL (0+) uc (0+) 由圖可列出 )0()0()0( 2 ??? ??? CC uiRiRU )0()0()0( ??? ?? LC iii帶入數(shù)據(jù) 4)0(4)0(28 ??? ?? Cii 1)0()0( ? ?? Cii iL (0+) C 2? + _ R R2 R1 U 8V t =0 + + 4? i1 4? iC _ uC _ uL iL R3 4? L t = 0+時(shí)等效電路 4V 1A 4? 2? + _ R R2 R1 U 8V + 4? iC _ iL R3 i 例 2： 換路前電路處穩(wěn)態(tài)。 解： A1)0)1( ??Li4? 2? + _ R R2 R1 U 8V + + 4? i1 4? ic _ uc _ uL iL R3 L C t = 0 等效電路 由換路定則： V4)0()0( ?? ?? CC uuA1)0()0( ?? ?? LL ii2? + _ R R2 R1 U 8V t =0 + + 4? i1 4? ic _ uc _ uL iL R3 4? C L 例 2： 換路前電路處穩(wěn)態(tài)。 由 t = 0電路可求得： A144442444)0(3131311 ?????????????URRRRRURRRi L4? 2? + _ R R2 R1 U 8V + + 4? i1 4? iC _ uC _ uL iL R3 L C t = 0 等效電路 2? + _ R R2 R1 U 8V t =0 + + 4? i1 4? iC _ uC _ uL iL R3 4? 例 2： V414)0()0(3 ???? ?? LC iRu換路前電路處于穩(wěn)態(tài)。 試求圖示電路中各個(gè)電壓和電流的初始值。 00 ?? )(L??, 換路瞬間，電感元件可視為開路。 試求：電路中各電壓和電流的初始值。 1) 由 t =0+的電路求其它電量的初始值 ； 2) 在 t =0+時(shí)的電壓方程中 uC = uC( 0+)、 t =0+時(shí)的電流方程中 iL = iL ( 0+)。 (1) uC( 0+)、 iL ( 0+) 的求法。 設(shè)： t=0 — 表示換路瞬間 (定為計(jì)時(shí)起點(diǎn) ) t=0— 表示換路前的終了瞬間 t=0+—表示換路后的初始瞬間（初始值） 2. 換路定則 電感電路： )0()0( ?? ? LL ?? ??3. 初始值的確定 求解要點(diǎn)： (2) 其它電量初始值的求法。 圖 (a)： 合 S前： 00 322 ???? RRR uuui 例： t I O (a) S + U R3 R2 u2 i+ 換路定則與初始值的確定 圖 (b) 合 S后： 由零逐漸增加到 U Cu所以電容電路存在暫態(tài)過程 uC + C iC (b) U + S R ,0?Ci 0?C合 S前 : U 暫態(tài) 穩(wěn)態(tài) o t Cu 產(chǎn)生暫態(tài)過程的必要條件： ∵ L儲(chǔ)能： 221LL LiW ?換路 : 電路狀態(tài)的改變。 換路定則與電壓和電流初始值的確定 1. 電路中產(chǎn)生暫態(tài)過程的原因 電流 i 隨電壓 u 比例變化。 直流電路、交流電路都存在暫態(tài)過程 , 我們講課的重點(diǎn)是直流電路的暫態(tài)過程。 研究暫態(tài)過程的實(shí)際意義 2. 控制、預(yù)防可能產(chǎn)生的危害 暫態(tài)過程開始的瞬間可能產(chǎn)生過電壓、過電流使 電氣設(shè)備或元件損壞。 3. 掌握一階線性電路分析的三要素法。 1. 理解電路的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)、零輸入響應(yīng)、零狀 態(tài)響應(yīng)、全響應(yīng)的概念，以及時(shí)間常數(shù)的物 理意義。第 6章 電路的暫態(tài)分析 換路定則與電壓和電流初始值的確定 RC電路的響應(yīng) 一階線性電路暫態(tài)分析的三要素法
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