電工電子技術(shù)ppt課件

1、4.1 動(dòng)態(tài)電路,4.2 RC電路、RL電路的零輸入響應(yīng),4.3 RC電路、RL電路的零狀態(tài)響應(yīng),4.4 一階電路的全響應(yīng),動(dòng)態(tài)電路的分析,第 4 章,第 4 章 小結(jié),,4.1 動(dòng)態(tài)電路,動(dòng)態(tài)電路:,含有電容或電感,在分析計(jì)算時(shí)涉及到微分方程來描述的電路。,分析：,開關(guān)閉合前：,I=0, Uc=0,穩(wěn)定狀態(tài),開關(guān)閉合后：,I=0, Uc =10V,新的穩(wěn)定狀態(tài),動(dòng)態(tài)電路從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)到另一個(gè)新的穩(wěn)定狀態(tài)，需要有一個(gè)過渡

2、過程。,電路中開關(guān)的接通、斷開或元件參數(shù)發(fā)生變化，都會(huì)引起電路工作狀態(tài)的變化，把這種變化稱為“換路”。,換路：,設(shè) t=0為換路瞬間， t=0–表示換路前瞬間，t=0+表示換路后的初始瞬間。,電感或電容都是儲(chǔ)能元件，在換路瞬間儲(chǔ)能元件的能量不能躍變，,電容元件的儲(chǔ)能,不能躍變，即,uC(0+)= uC(0–),否則將使功率 達(dá)到無窮大。,電感元件的儲(chǔ)能,不能躍變 ，即,換路定則:,iL(0+)=

3、 iL(0–),uC(0+)= uC(0–) iL(0+)= iL(0–),例4.1 已知iL(0- )=0,uC(0- )=0,試求S閉合瞬間,電路中各電壓、電流的初始值。,t=0+時(shí)的等效電路,相當(dāng)于短路,相當(dāng)于開路,i(0+)=iL(0+)=0,uC(0+)=uC(0-)=0,解:,根據(jù)換路定則及已知條件可知， iL(0+)=iL(0-)=0,電路中各電壓電流的初始值為:,4.2 RC電路、RL電路的零輸入響應(yīng),

4、4.2.1 RC 電路的零輸入響應(yīng),4.2.2 RL 電路的零輸入響應(yīng),4.2.1 RC 電路的零輸入響應(yīng),零輸入響應(yīng)：當(dāng)外施電源為零時(shí)，僅由電容或電感元件的初始儲(chǔ)能在電路中產(chǎn)生的電壓或電流（響應(yīng)），稱為電路的零輸入響應(yīng)。,開關(guān)閉合前,電容已被充電,開關(guān)閉合后,在U0 激勵(lì)下產(chǎn)生零輸入響應(yīng)。,uC(0-)= U0,據(jù)KVL， t ≥ 0+時(shí),微分方程解的形式,非關(guān)聯(lián)參考方向,特征方程,? = RC 稱為電路的時(shí)間常數(shù)。,電容放電

5、電流,uC(0+)=uC(0-)=U0,據(jù)換路定則,則積分常數(shù),A=U0,,電容電壓隨時(shí)間變化,當(dāng) t = ? 時(shí)，uC =36.8%U0,當(dāng) t =4 ? 時(shí)，uC =1.83%U0,一般工程上認(rèn)為當(dāng) t = （3~5?） 時(shí)，放電基本結(jié)束。,? 越大，放電過程進(jìn)行的越慢。,4.2.2 RL 電路的零輸入響應(yīng),t=0 時(shí)開關(guān)由1合向2,據(jù)KVL， t ≥ 0+時(shí),解方程得,電路的 時(shí)間常數(shù),則:,,uR,,uL,4.3 RC電

6、路、RL電路的零狀態(tài)響應(yīng),4.3.1 RC 電路的零狀態(tài)響應(yīng),4.3.2 RL 電路的零狀態(tài)響應(yīng),4.3.1 RC 電路的零狀態(tài)響應(yīng),零狀態(tài)響應(yīng)：當(dāng)外施電源不為零，而電容或電感元件的初始儲(chǔ)能為零時(shí),在電路中產(chǎn)生的電壓或電流（響應(yīng)），稱為電路的零狀態(tài)響應(yīng)。,開關(guān)閉合前,電容未被充電,開關(guān)閉合后,在Us 激勵(lì)下產(chǎn)生零狀態(tài)響應(yīng)。,uC(0-)= 0,據(jù)KVL， t ≥ 0+時(shí),微分方程的解由兩部分組成:,電容充電電流,特解 取電路的穩(wěn)

7、態(tài)值，即,1. 特解 取電路的穩(wěn)態(tài)值 即,(解由兩部分組成),2. 對(duì)應(yīng)齊次方程的通解,即,代入初始條件uC(0+)= 0 ，得A= – US,當(dāng) t = ? 時(shí)，uC=63.2%Us,4.3.2 RL 電路的零狀態(tài)響應(yīng),據(jù)KVL， t ≥ 0+時(shí),開關(guān)閉合前,電感線圈中電流為零。,開關(guān)閉合后,在Us 激勵(lì)下產(chǎn)生零狀態(tài)響應(yīng)。,(解由兩部分組成),,,電路的穩(wěn)態(tài)解,對(duì)應(yīng)齊次方程的通解,代入初始條件,得,4.4 一階電路的全響應(yīng),

8、一階電路的全響應(yīng),一階電路,只含有一個(gè)動(dòng)態(tài)元件（電感或電容）的線性電路,稱為一階電路，其微分方程是一階常系數(shù)線性微分方程。,電容或電感元件的初始儲(chǔ)能不為零,又有外加電源作用，在電路中的響應(yīng)，稱為電路的全響應(yīng)。,一階電路的全響應(yīng)的表達(dá)式:,穩(wěn)態(tài)值,初始值,時(shí)間常數(shù),,三要素,求解一階電路的三要素法：,求出三要素，直接寫出解的表達(dá)式。,t ?0,例4.2 電路如圖所示，開關(guān)閉合前電路已穩(wěn)定，求開關(guān)閉合后的電容電壓uC(t)。,解：,用三要