RC暂态思考题2.doc
电力系统暂态思考题
1、什么是电力系统的电磁暂态过程？变压器、输电线路等元件，不牵涉角位移、角速度等机械量，一般研究电磁暂态过程。
2、什么是电力系统的机电暂态过程？电力系统中同步发电机、异步电动机等转动元件，运动过程由电磁转矩（或功率）和机械转矩（或功率）不平衡决定，称机电暂态过程。
3、电力系统的故障分哪两种？分别又可称为什么故障？电力系统运行常发生故障，大多数是短路故障，少数是断线故障。
4、短路故障有什么类型？短路的主要原因是什么？短路计算的目的是什么？分四种简单故障类型：三相短路、两相短路、单相短路接地和两相短路接地。
根本原因是电气设备载流部分相与相之间或相对地的绝缘受到损坏。
发电厂、变电所及整个电力系统的设计、运行中均以短路计算结果作为依据：选择电气设备（电器、母线、瓷瓶、电缆等）的依据；电力系统继电保护设计和调整基础；比较、选择电力系统接线图的依据；确定限制短路电流的措施。
5、什么是无限大功率电源？无限大功率电源认为是无限多个有限功率电源并联而成，内阻抗为0，电压保持恒定。
6、什么是短路冲击电流？其主要用途是什么？空载、│α-φ│=90°时短路电流的最大瞬时值，称短路冲击电流。
短路冲击电流用于检验电气设备和载流导体电动力稳定度。
7、什么是最大有效值电流？其主要用途是什么？任一时刻t 短路电流有效值It 是以t 为中心一个周期内瞬时电流均方根值：最大有效值电流用于检验某些电器的断流能力。
8、定子短路电流中包含哪几个分量？各分量是如何产生的，各以什么时间常数衰减或是什么稳态值？(1)直流分量：i αa ，按定子绕组的时间常数Ta 衰减。
(2)次暂态周期分量：i"pa ，按T"d 衰减。
(3)暂态周期分量：i'pa ，按T'd 衰减。
(4)稳态周期分量：ipa ，不衰减。
9、励磁电流中包含哪几个分量？各分量是如何产生的，各以什么时间常数衰减或是什么稳态值？(1)空载励磁电流分量：if(0)，励磁调节器不动作时为定值。
电力系统暂态分析(第二章习题答案)
第2章作业参考答案2-1为何要对同步发电机的基本电压方程组及磁链方程组进行派克变换？答：由于同步发电机的定子、转子之间存在相对运动，定转子各个绕组的磁路会发生周期性的变化，故其电感系数（自感和互感）或为1倍或为2倍转子角θ的周期函数（θ本身是时间的三角周期函数），故磁链电压方程是一组变系数的微分方程，求解非常困难。
因此，通过对同步发电机基本的电压及磁链方程组进行派克变换，可把变系数微分方程变换为常系数微分方程。
2-2无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？试用磁链守恒原理说明它们是如何产生的？答：无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子电流中出现的分量包含：a）基频交流分量(含强制分量和自由分量)，基频自由分量的衰减时间常数为T d’。
b）直流分量（自由分量），其衰减时间常数为Ta。
c）倍频交流分量（若d、q磁阻相等，无此量），其衰减时间常数为Ta。
转子电流中出现的分量包含：a）直流分量(含强制分量和自由分量)，自由分量的衰减时间常数为Td’。
b）基频分量（自由分量），其衰减时间常数为Ta。
产生原因简要说明：1)三相短路瞬间，由于定子回路阻抗减小，定子电流突然增大，电枢反应使得转子f绕组中磁链突然增大，f绕组为保持磁链守恒，将增加一个自由直流分量，并在定子回路中感应基频交流，最后定子基频分量与转子直流分量达到相对平衡（其中的自由分量要衰减为0）.2)同样，定子绕组为保持磁链守恒，将产生一脉动直流分量（脉动是由于d、q不对称），该脉动直流可分解为恒定直流以及倍频交流，并在转子中感应出基频交流分量。
这些量均为自由分量，最后衰减为0。
2-3有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？答：有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子电流和转子电流中出现的分量与无阻尼绕组的情况相同。
暂态思考题
暂态思考题绪论、第一章电力系统故障分析的基本知识⑴什么是电力系统的电磁暂态过程？其分析的重点是什么？答：在变压器、输电线等元件中，由于并不牵连角位移、角速度等机械量，故其暂态过程称为电磁暂态过程。
电磁暂态过程重点：分析短路故障后电网中电流、电压的变化，在一般情况下可以不计发电机组间角位移的变化（即各发电机组转速不变）。
⑵什么是电力系统的机电暂态过程？其分析的重点是什么？答：电力系统中的转动元件，如发电机和发电机，其暂态过程主要是由于机械转矩和电磁转矩（或功率）之间的不平衡而引起，通常称为机电暂态过程。
机电暂态过程重点：分析发电机组转子运动规律，可以对一些电磁运行参量的变化规律作某些近似的假设。
⑶电力系统的故障分哪两种？分别又可称为什么故障？答：短路故障（横向故障）和断线故障（纵向故障）⑷短路故障有什么类型？短路的主要原因是什么？短路计算的目的是什么？答：短路故障类型：三相短路、两相短路、单相短路接地、两相短路接地。
短路原因：电气设备载流部分绝缘损坏。
短路计算的目的：电力技术方面基本问题，设计、运行中都要先算。
⑴选择电气接线(比较)；⑵选电气设备(电器、母线、瓷瓶、电缆等)热、动稳定度；⑶确定限制短路电流措施；⑷继电保护设计、整定重要依据。
⑸各个电压等级的平均额定电压是多少？U答：Uav=105%NU(kV) 3 6 10 35 110 220 330 500NUav(kV) 3.15 6.3 10.5 37 115 230 345 525⑹ 什么是无限大功率电源？答：⑴电源功率为无限大时，外电路发生短路（一种扰动）引起的功率改变对于电源来说是微不足道的，因而电源电压U 和频率f （对应于同步电动机的转速）保持恒定无限多有限电源并联而成，因而其内阻为0(U =C )，电源电压保持恒定。
实际电网中:内阻/总阻<10%。
⑺ 什么是短路冲击电流？其主要用途是什么？答：短路电流在最恶劣短路情况下(短路前空载，|α-φ|=900)最大瞬时值，称短路冲击电流主要用途：检验电气设备和载流导体的动稳定度⑻ 什么是短路电流有效值？其主要用途是什么？答：在短路暂态过程中，任一时刻t 的短路电流有效值t I ，是以时刻t 为中心的一个周期内瞬时电流的均方根值。
RC电路的暂态
t=∞时（稳态），uc=E, uR=0 , ic=0，
(2)、RC串联电路的短接
S由1变到2时构成放电电路，uR+uC=0
分析：t=0+(S闭合的瞬间)，uc=E, uR=-E，ic=-E/R
t↑时（暂态），uc↓，uR↑, ic↓
t=∞时（稳态），uc=0, uR=0 , ic=0
U=
(2)、Q1=C1U=20X10-12X200=4X10-9C
Q2=C2U=30X10-12X200=6X10-9C
2、如图示中，R1=10KΩ,R2=20KΩ,U=100V,C=4μF，求（1）开关S打在1，t=0和t=∞时，uc，ic.（2）开关S由1变到2，t=0和t=∞时，uc，ic.（3）、充电放电时间常数。
E、一般取t=5τ时暂态基本结束。
三、例题解析：
1、如图中所示，已知E=500V，C1=20pF,C2=30PF,开始K合向1先对C1充电，然后将K合向2，求（1）C1和C2两端的电压。（2）、C1和C2所带的电量。
解：（1）、K合向1时，Q=C1E
K合上2时，Q=Q1+Q2=C1U+C2U
则C1E=C1U+C2U
（三）、分析题：
1、如图示，S突然闭合上瞬间电流i为多少？电路的时间常数τ为多少？
2、如图示，S断开瞬间电流i为多少？电路的时间常数τ为多少？
3、如图示，已知C1=3μF、C2=2μF、C3=4μF，耐压为100V，求总电容量及电路最大安全电压。
(2)、S打在2稳定时，Uc=-E2，iC=0.
4、如图所示，求开关S闭合瞬间电流i的值。
解：S闭合前uc=6V
所以S闭合瞬间uc=6V
RC电路的暂态和稳态特性分析-PSpice仿真实验
一、实验任务1．检测与作业（1）RC暂态过程中，时间常数τ的意义是：CA．从t=0 经过一个τ的时间电容电压达到稳态值。
B．从t=0 经过一个τ的时间电容电压增加到稳态值的36.8% 。
C．从t=0 经过一个τ的时间电容电压增加到稳态值的63.2% 。
（2）PSpice软件为瞬态分析“Time Domain(Transient)”提供了专用激励信号波形，其中电压峰峰值为4V、周期为2ms的方波信号电源设置正确的是：DA. B. C. D.（3）PSpice进行动态电路仿真分析时，线性时变电源的上升时间下降时间不可以设为0，否则系统将自动设定一个值，导致波形失真。
解决的方法是：AA．设一个足够小值如1ns B．设一个足够大值C．设一个固定值如1s（4）下图的黑色和红色探针测量的电压是：R1两端电压。
（5）输出结果显示曲线如下图所示，根据标尺数据显示框的数值或标尺的标示，测试点的仿真结果为电源频率为4786.3Hz时，电阻R1的2接线端电压值957.633mV 。
（6）仿真电路的瞬态特性分析输出结果中，扫描变量是 N1、N3两点电压 。
输出结果波形中节点N1的参数为：周期 2.0ms ，电压峰峰值 4.0V 。
（7）填空：仿真实验中若使0.01μF C 为可调变量，应将C 改为 全局变量{c} 参数。
（8）通过硬件实验视频学习资料4-1的学习，说明电路实验室测量RC 暂态电路时间常数的方法。
连接好电路，在示波器观察到输出电压随时间变化的曲线后，测量电压从0上升至电源电压值的63.2%所需要的时间。
2． RC 电路暂态过程的研究实验室硬件电路如图1所示。
其中，输入信号S ()u t 为方波，其峰峰值为6V ，频率为1000Hz 。
试用仿真分析方法完成如下实验任务：Time0s1.0ms2.0ms3.0ms4.0ms5.0ms6.0msV(N3)V(N1)-4.0V0V4.0V_图1（1）绘制仿真电路图，设计并调整电路参数，使其5000R =Ω，电容设置为Global 参数，调节范围为0.002μF ~1μF C =，观测S ()u t 、C ()u t 和C ()i t 的波形，记录仿真结果，分析说明不同时间常数对C ()u t 波形的影响。
rc一阶电路暂态过程实验报告
rc一阶电路暂态过程实验报告篇一：一阶RC电路的暂态响应实验报告实验报告课程名称：电路与模拟电子技术实验指导老师：张冶沁成绩：__________________ 实验名称：一阶RC电路的暂态响应实验类型：电路实验同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求1、熟悉一阶RC电路的零状态响应、零输入响应和全响应。
2、研究一阶电路在阶跃激励和方波激励情况下，响应的基本规律和特点。
3、掌握积分电路和微分电路的基本概念。
4、研究一阶动态电路阶跃响应和冲激响应的关系5、从响应曲线中求出RC电路时间常数τ 。
二、实验内容和原理1、零输入响应：指输入为零，初始状态不为零所引起的电路响应。
2、零状态响应：指初始状态为零，而输入不为零所产生的电路响应。
3、完全响应：指输入与初始状态均不为零时所产生的电路响应。
三、主要仪器设备1、信号源2、DG08动态实验单元3、示波器四、操作方法和实验步骤1、利用Multisim软件仿真，了解电路参数和响应波形之间的关系，并通过虚拟示波器的调节熟悉时域测量的基本操作。
2、实际操作实验。
积分电路和微分电路的电路接法如下，其中电压源使用方波：五、实验数据记录和处理任务1：软件仿真1.RC电路零输入响应、零状态响应仿真及时间常数的确定上图是零输入响应电容的放电曲线，取第一个参考点为峰值点(4.369s, 5V)，计算得第二个参考点电压应为5×0.368=1.84V,调整黄色测量线至曲线上最接近的对应点，得横坐标4.421s，由图得τ=51.613ms上图是零状态响应电容的充电曲线，任取第一个参考点为(5.186s, 1.007V),计算得第二个参考点电压应为1.007+0.632×(5-1.007)=3.580V，调整黄色测量线至曲线上最接近的对应点得横坐标5.237s，由图得τ=50.806ms2.方波电路零输入响应、零状态响应仿真及时间常数的确定由于操作读数方法和上面一样，以下仿真中均已调整好两条测量线的位置，因此虚拟仪表面板上显示的T2-T1直接可作为仿真测量的时间常数值，下面不再一一叙述读数过程。
RC串联电路的暂态和稳态过程(实验)
[李萨如图形法]
把 R 和 C 串联电路上的电容两端电压 Uc 和输入电压 Ui 分别输入示波器的 x 和 y 轴，得李萨如图，如图 6 所示，其解析式为
x = x0 cos(ωt − ϕ) y = y0 cos(ωt)
（7）
7 | 同济大学物理实验中心
式中，xo 和 yo 分别为 Uc 和 Ui 的振幅。由(7)式,
当 x=0 时，ωt − ϕ
= ± π ，即： 2
ωt = ± π + ϕ 。 2
由此得李萨如图形在 y 轴的两交点之间的距离为
B
=
y0
cos
π 2
+ϕ
−
cos −
π 2
+ϕ
=
2 y0
sin ϕ
（8）
由(8)式可知， cosωt = ±1时，可得到李萨如图形在 y 轴上的最大投影值：
A = 2y0
方法如下（适用于 UTD2052EEL 数字存储示波器）：
按 MEASURE 按钮以显示自动测量菜单。 按 F1 键，进入测量菜单种类选择； 按 F4 键，进入时间类测量参数列表； 按两次 F5 键，进入3/3页； 按 F2 键，选择延迟测量； 按 F1 键，选择从CH1，再按下 F2 键，选择到 CH2，然后按 F5 确定键。 在 F1 区域的“CH1-CH2延迟”下显示延迟值
R_L_C串联电路的暂态特性
R 、L 、C 串联电路的暂态特性实验实验目的1. 通过对RC 和RL 电路暂态过程的学习，加深对电容和电感特性的认识。
2. 考察与研究RLC 串联电路暂态过程的三种状态。
3. 学习使用方波信号与双踪示波器，显示暂态信号。
实验原理1. RC 电路的暂态过程：RC 电路的暂态过程也就是RC 电路的充电过程。
在图1所示的电路中，开关K 拨向1后，接通电源，电源E 便通过电路对电容器C 进行充电，电容器上的电荷q 逐渐积累，电容两端的电压C U 便增加，同时电阻两端的电压C R U E U -=随之减小。
当电容上电压充电到E ，将开关K 由1很快拨向2，电容器C 已带有电荷q ，而电容上电压CqU c =，所以电容上的电荷通过R 开始放电，C U 减小至零。
充电过程：K 置1充电过程，电路方程是： iR CqE +=（1） 将电流dt dq i =代入（1）式：充电方程： dtdqR C q E += （2）满足初始条件t=0，00=q 方程（2）的解： )1()(RC t e CE t q --=)1()()(RC t C e E C t q t U --==RC t e REt I -⋅=)( （3） 放电过程：当K 从1很快换向2，电路方程： 0=+iR Cq（4）将电流dt dq i =代入（4）：放电方程： 0=+dtdqR C q （5）满足初始条件t=0，CE q =0 ，方程（5）的解：RC t CEe t q -=)(RC t C e E C t q t U -⋅==)()( RC t e REt I -⋅-=)( （6） 从以上充、放电过程各式中可知：（1） RC 电路充、放电过程相似，电容电压)(t U c 和电路电流I(t)均按指数规律变化，见图1.（2） RC 电路中，τ=RC 称为时间常数，RC 越大，充电和放电过程越慢。
它标志着电路充电变化快慢。
当τ=t 时，充电电容的电压E e E U C 632.0)1(1=-=-。
电力系统暂态分析复习思考题
电力系统暂态分析复习思考题绪论：1、电力系统运行状态的分类答：电力系统的运行状态分为稳态运行和暂态过程两种，其中暂态过程又分为波过程、电磁暂态过程和机电暂态过程。
波过程主要研究与大气过电压和操作过电压有关的电压波和电流波的传递过程；电磁过渡过程主要研究与各种短路故障和断线故障有关的电压、电流的变化，有时也涉及功率的变化；机电暂态过程主要研究电力系统受到干扰时，发电机转速、功角、功率的变化。
2、电力系统的干扰指什么？答：电力系统的干扰指任何可以引起系统参数变化的事件。
例如短路故障、电力元件的投入和退出等。
3、为什么说电力系统的稳定运行状态是一种相对稳定的运行状态？答：由于实际电力系统的参数时时刻刻都在变化，所以电力系统总是处在暂态过程之中，如果其运行参量变化持续在某一平均值附近做微小的变化，我们就认为其运行参量是常数（平均值），系统处于稳定工作状态。
由此可见系统的稳定运行状态实际是一种相对稳定的工作状态。
4、为简化计算在电力系统电磁暂态过程分析和机电暂态过程分析中都采用了那些基本假设？答：电磁暂态分析过程中假设系统频率不变，即认为系统机电暂态过程还没有开始；机电暂态过程中假设发电机内部的机电暂态过程已经结束。
第一章：1、电力系统的故障类型答：电力系统的故障主要包括短路故障和断线故障。
短路故障（又称横向故障）指相与相或相与地之间的不正常连接，短路故障又分为三相短路、两相短路、单相接地短路和两相短路接地，各种短路又有金属性短路和经过渡阻抗短路两种形式。
三相短路又称为对称短路，其他三种短路称为不对称短路；在继电保护中又把三相短路、两相短路称为相间短路，单相接地短路和两相短路接地称为接地短路。
断线故障（又称纵向故障）指三相一相断开（一相断线）或两相断开（两相断线）的运行状态。
2、短路的危害答：短路的主要危害主要体现在以下方面：1）短路电流大幅度增大引起的导体发热和电动力增大的危害；2）短路时电压大幅度下降引起的危害；3）不对称短路时出现的负序电流对旋转电机的影响和零序电流对通讯的干扰。
RLC串联电路暂态特性的研究实验报告
南昌大学物理实验报告课程名称：普通物理实验（2）实验名称：RLC串联电路暂态特性的研究学院：专业班级：学生姓名：学号：实验地点：座位号：实验时间：一、实验目的：1、研究方波电源加于RC串联电路时产生的暂态放电曲线及用示波器测量电路半衰期的方法，加深对电容充电、放电规律的认识。
2、了解当方波电源加于RLC电路时产生的阻尼衰减震荡的特性及测量方法。
二、实验原理：1、RC串联电路的暂态过程在由R、C组成的电路中，暂态过程是电容的充放电的过程。
图1为RC 串联电路。
其中信号源用方波信号。
在上半个周期内，方波电源（+E）对电容充电；在下半个周期内，方波电压为零，电容对地放电。
充电过程中回路方程为RCdUCdt+UC=E(1)由初始条件t=0时，U C=0，得解为UC=E(1-e-1RC) (2)UR=iR=Ee-1RC从U C、U R二式可见，U C是随时间t按指数函数图1规律增长，而电阻电压U R随时间t按指数函数规律衰减，如图2中U-t、U C-t 及U R-t曲线所示。
在放电过程中的回路方程为RCdUCdt+UC=0(3)由初始条件t=0时，U C=E，得解为UC=Ee-1RC (4)UR=iR=-Ee-1RC物理量RC=τ具有时间量纲，称为时间常数，是表征暂态过程进行得快慢的一个重要物理量。
与时间常数τ有关的另一个在实验中较容易测定的特征值，称为半衰期T 1/2，即当U C (t)下降到初值（或上升至终值）一半时所需要的时间，它同样反映了暂态过程的快慢程度，与t 的关系为T 1/2=τ ln 2=0.693τ (或τ=1.443T 1/2)(5)3、RC 串联电路的暂态过程 s c c c u t u t t u RC t t u LC =++)()()(22d d d dRLC 串联电路 求解微分方程，可以得出电容上的电压)t (U C 。
再根据dt)t (du C )t (i c =，求得)t (i 。
RC、RL电路的暂态过程
（5）比较测量所得的时间常数与用元件示值 代入公式计算得到的时间常数值。
注意事项
（1）更换或连接示波器、信号发生器的连 接线应顺时针方向旋进或逆时针方向旋出， 严禁直接用力拔插。 （2）连接线的倍率放置在1档。
思考题
（1）在RC电路中，固定方波频率f改变电 阻R1，为什么会有各种不同的波形？固定 R1改变 f，为什么也会得到类似的波形？ （2）在RL电路中，固定方波频率f改变电 阻R1，为什么会有各种不同的波形？
Auto set
选择键
秒／格
返 回 目 录
Auto set
选择键
选择键
选择键
秒／格
水平位置
伏／格
CURSOR
选择键
光标旋钮
选择键
光标旋钮
操作过程
介绍如何应用 “NI Signal Express Tektronix Edition”软件来把黑白数字示 波器采集到的波形给打印出来。
（２）选择合适波形测量半衰期。利用示波器‘光标’ 测量T1/2（同上一步方法类同）。计算理论值的半 衰期T1/2，并对半衰期T1/2的理论值和实测值进行比 较。 （3 ）通过比较会得到一个实测值与理论值最接近的 波形，将此波形给打印出来并标出所对应的电阻值。
注意：计算时间常数L/R时，R=R1+RL+Rs，其中 RL为电感的阻值。
或电流可能大于稳定状态时它最大值的好 几倍，出现过电压或过电流现象，
实验背景
所以，如不预先考虑到暂态过程中暂态 现象，电路元件便有损伤甚至毁坏的危 险。另一方面，通过暂态过程的研究， 还可以从积极方面控制和利用过渡现象， 如提高过渡的速度，可获得高电压或者 大电流。
实验三RC、RL电路的暂态分析及其应用
5. 在电气控制线路中，最常见的故障发生在接触器上。 接 触器线圈的电压等级通常有220V和380V等，使用时必须认 请，切勿疏忽，否则，电压过高易烧坏线圈，电压过低，吸 力不够，不易吸合或吸合频繁，这不但会产生很大的噪声， 也因磁路气隙增大，致使电流过大，也易烧坏线圈。此外， 在接触器铁心的部分端面嵌装有短路铜环，其作用是为了使 铁心吸合牢靠，消除颤动与噪声，若发现短路环脱落或断裂 现象，接触器将会产生很大的振动与噪声。
2. 自锁控制电路 按图所示自锁线路进行接
线，它与前图的不同点在于控 制电路中多串联一只常闭按钮 SB2，同时在SB1上并联1只接 触器KM的常开触头，它起自 锁作用。
接好线路经指导教师检查 后，方可进行通电操作。
(1) 按控制屏启动按钮，接 通220V
三相交流电源。 （2）按起动按钮SB1，松手
后观察电动机M是否继续运转。
（3）按停止按钮SB2，松手 后观察电动机M是否停止运转。
(4) 按控制屏停止按钮，切 断实验线路三相电源，拆除 控制回路中自锁触头KM，再 接通三相电源，启动电动机， 观察电动机及接触器的运转 情况。从而验证自锁触头的 作用。
实验完毕，将自耦调压器
调回零位，按控制屏停止按 钮，切断实验线路的三相交 流电源。
五、实验注意事项
1. 接线时合理安排挂箱位置，接线要求牢靠、整齐、清 楚、安全可靠。
2. 操作时要胆大、心损伤。
3. 通电观察继电器动作情况时,要注意安全,防止碰触带 电部位。
六、预习思考题
1. 试比较点动控制线路与自锁控制线路从结构上看主要区别是什 么？从功能上看主要区别是什么？ 2. 自锁控制线路在长期工作后可能出现失去自锁作用。 试分析产 生的原因是什么？ 3. 交流接触器线圈的额定电压为220V，若误接到380V 电源上会产 生什么后果？反之，若接触器线圈电压为380V，而电源线电压为 220V，其结果又如何？ 4. 在主回路中，熔断器和热继电器热元件可否少用一只或两只？ 熔断器和热继电器两者可否只采用其中一种就可起到短路和过载 保护作用？为什么？ 5. 在电动机正、反转控制线路中，为什么必须保证两个接触器不 能同时工作？采用哪些措施可解决此问题，这些方法有何利弊， 最佳方案是什么？
RC电路暂态过程研究
RC电路暂态过程研究一、内容概括本文《RC电路暂态过程研究》主要探讨了RC电路在暂态过程中的行为特性及其相关机制。
文章首先介绍了RC电路的基本概念、构成及其在实际应用中的重要性。
详细阐述了暂态过程的定义、产生原因以及基本特征，为后续研究提供了理论基础。
文章深入分析了RC电路暂态过程的物理机制，包括电阻（R）和电容（C）在电路中的作用，以及它们如何影响电流和电压的暂态变化。
文章还讨论了电路参数如电阻和电容值的变化对暂态过程的影响，进一步揭示了暂态过程的内在规律。
文章通过理论分析和实验验证相结合的方法，研究了RC电路暂态过程的响应特性，包括稳态响应和动态响应。
通过对比实验结果和理论预测，验证了理论模型的准确性和实用性。
文章总结了RC电路暂态过程研究的主要成果，指出了研究中存在的问题和不足，并对未来的研究方向提出了建议。
文章旨在加深对RC电路暂态过程的理解，为相关领域的研究和应用提供有益的参考。
1. 介绍RC电路暂态过程的重要性和应用领域。
RC电路暂态过程作为电路分析中的一个重要领域，具有广泛的应用背景和实际价值。
本文将详细介绍RC电路暂态过程的重要性和应用领域。
从RC电路的基本性质出发，暂态过程是指电路从一个稳态过渡到另一个稳态的过程。
在这个过程中，电路的电压和电流会随时间发生变化，而这种变化规律的掌握对于理解和分析电路至关重要。
研究RC电路的暂态过程有助于深化对电路原理的认识。
接下来是RC电路暂态过程的重要性。
在现代电子技术和电气工程领域，RC电路作为基础的电路类型之一，其暂态过程的研究对于电路设计、性能优化以及故障分析等方面具有极其重要的意义。
在信号处理、滤波器设计、振荡器、放大器反馈回路等领域，RC电路的暂态过程直接影响到电路的性能和稳定性。
深入研究RC电路的暂态过程对于提高电路设计和应用的水平至关重要。
RC电路的暂态过程在诸多实际应用领域有着广泛的应用。
在通信系统中，RC电路用于信号的滤波和整形；在电子设备的电源管理中，RC电路用于去噪和稳定电压；在自动控制系统中，RC电路作为定时和延时元件，实现控制信号的稳定传输。
电工技术第三章 电路的暂态分析习题解答
第三章 电路的暂态分析含有电感或电容储能元件的电路，在换路时会出现暂态过程。
本章研究了暂态过程中电压与电流的变化规律。
主要内容：1．暂态过程的基本概念。
2．换路定则：在换路瞬间，电容电流和电感电压为有限值的情况下，电容电压 和电感电流在换路前后的瞬间保持不变。
3．RC 电路的零输入响应、零状态响应和全响应。
4．RL 电路的零输入响应、零状态响应和全响应。
5．一阶线性电路暂态分析的三要素法：一阶线性电路在直流激励下的全响应零、 输入响应和零状态响应都可以用三要素法τte f f f t f -+∞-+∞=)]()0([)()(来求出。
6．暂态过程的应用：对于RC 串联电路，当输入矩形脉冲，若适当的选择参数 和输出，可构成微分电路或积分电路。
[练习与思考]解答3-1-1什么是稳态？什么是暂态？解：当电路的结构、元件参数及激励一定时，电路的工作状态也就一定，且电流和电压为某一稳定的值，此时电路所处的工作状态就称为稳定状态，简称为稳态。
在含有储能元件的电路中，当电路的发生换路时，由于储能元件储的能量的变化，电路将从原来的稳定状态经历一定时间变换到新的稳定状态，这一变换过程称为过渡过程，电路的过渡过程通常是很短的，所以又称暂态过程。
3-1-2什么是暂态过程？产生暂态过程的原因是什么？解：含有储能元件的电路从一个稳态转变到另一个稳态的所需的中间过程称为电路的暂态过程（过渡过程）。
暂态过程产生的内因是电路中含有储能元件，外因是电路发生换路。
3-2-1 初始值和稳态值分别是暂态过程的什么时刻的值？解：初始值是暂态过程的+=0t 时刻的值，稳态值是暂态过程的∞=t 时刻的值。
3-2-2 如何求暂态过程的初始值？解：求暂态过程初始值的步骤为:⑴首先画出换路前-=0t 的等效电路，求出-=0t 时刻电容电压)0(-C u 和电感电流)0(-L i 的值。
对直流电路，如果换路前电路处于稳态，则电容相当于开路，电感相当于短路。
RLC电路的暂态分析
实验：R-L-C电路的暂态研究A实验原理：1 RC串联电路的暂态过程：当t=0时，方波电压u(t)从0耀变到E。
这时电路通过R对电容C充电。
由于电容两端的电压u c不能突变，上升必须经过一个充电过程。
这就是电路的暂态过程。
设电路中的充电电流为，则，因此电路回路方程是1方程1是一个微分方程。
考虑t=O时u c=0V的初始边界条件，则方程的解是：23这就是电路的充电过程，u c与i均呈指数规律变化，只是u c随时间的增加而增加；i随时间的增加而减小。
如果当u(t)从E突变为0V，这时电路处于放电过程，方程是：4考虑t=0时u C=E 的初始条件，方程的解为：56由解可以知道u c与I仍然是呈指数规律变化，u c随时间的增加而减小；i随时间的增加而减小，而且方向相反。
经研究可知。
对于RC串联电路它的充放电过程快慢均由时间常数决定，的物理含义是指：当电容上的电压从0上升到E的倍，即0.63时所需要的时间。
或者电容上的电压从E减小到E的倍，即0.36时所需要的时间。
2 RLC串联电路的暂态过程：由基而尔霍夫电路定律可以知道；7即 8因为u(t)是一方波信号，当u(t)=E时电路处于充电状态；u(t)=0V时处于放电状态。
以放电状态作为研究状态，则8式中的u(t)=0V，假设初始条件t=0 u C=E，方程按RLC取值的不同，可以成三种情况讨论：A：，电路呈阻尼振荡状态方程的解是：9其中 1011图就是振荡波形图,为了对阻尼振荡状态有明确的了解，特分析以下几个物理参数。
1）时间常数：的物理意义是代表振幅衰减快慢的程度。
被称为衰减系数，可以从波形上任找一振幅定为研究的起始量，时间定为, 振幅标号N，由9式可以知道：12设振荡周期是T，当振幅为时：13因为，因此13式可以改写成：14由12，14式可以知道：，进一步求得：152) 振荡园频率与振荡周期T：在RLC电路中，L，C都是储能元件，能量可以可逆转换，电路振荡衰减是由于存在耗能元件R，从公式11可以知道，如果将电阻R取得非常小，使，则由公式11可知：16正好是LC电路的固有频率，由于，那么周期为：173）品质因素Q：品质因素Q值的物理意义是电路中储能与每周期内耗能量之比的倍：19合并19与10式得： 20B：当时，电路处于临界阻尼状态，由11式可以知道这时，电路正好满足不振荡条件，此时衰减最快。
rlc电路的暂态过程
E − tτ e R
L
di Q + iRc + = U C dt
（8）
对上式求微分得
di d 2i LC 2 + RC + i = 0 dt dt
（9）
放电过程：当电容器被充电到 U 时，将开关 K 从 1 打到位置 2，则电容器在闭合的 RLC 回路中进 行放电。此时回路方程为： 图4 （10） 回路电流变化过程
du c 1 uc = 0 + dt RC
（3）
−t
τ
图2
RC 电路的充放电曲线
在由电阻 R 及电感 L 组成的直流串联电路中（图 3） ，当开关 K 置于 1 时，由于电感 L 的自感作用， 回路中的电流不能瞬间突变，而是逐渐增加到最大值 E/R。回路方程为：
L
di + iR = E dt
（4）
考虑到初始条件 t=0 时，i=0，可得方程的解为：
L 与用公式 R > 4 C 2
图 8 RL 电路的 暂态过程接线图
图 2-9 RLC 串联电路 的暂态过程接线图
，所计算出来的总阻值进行比较。
（4）观察过阻尼状态 继续加大R，即处于过阻尼状态，观察不同R对uC波形的影响。
五、思考题
1．在 RC 电路中，固定方波频率 f 而改变 R 的阻值，为什么会有各种不同的波形？若固定 R 而改变 方波频率 f，会得到类似的波形吗？为什么？ 3． 在 RLC 电路中，若方波发生器的频率很高或很低，能观察到阻尼振荡的波形吗？如何由阻尼振荡 的波形来测量 RLC 电路的振荡周期 T？振荡周期 T 与角频率ω的关系会因方波频率的变化而发生 变化吗？
而是缓慢地趋向平衡值，且变化率比临界阻尼时的变化率要小（见图 2-6 中曲线 c） 。
电力系统暂态分析 ( 第2次 )
第2次作业一、单项选择题（本大题共40分，共 20 小题，每小题 2 分）1. 应用小干扰法分析系统静态稳定，计及阻尼系数作用时，系统稳定的条件是（）。
A. D<0，SEq>0 B. D<0，SEq<0 C. D>0，SEq<0 D. D>0，SEq>02. 在中性点直接接地的电力系统中，如电力系统某点不对称短路时的正序电抗、负序电抗和零序电抗的关系为，则该点发生单相接地短路、两相短路、两相短路接地和三相短路时，按故障处正序电压从大到小的故障排列顺序是( )。
A. 两相短路接地、单相接地短路、两相短路、三相短路B. 单相接地短路、两相短路接地、两相短路、三相短路C. 单相接地短路、两相短路、两相短路接地、三相短路D. 两相短路、单相接地短路、两相短路接地、三相短路3. 同步发电机机端发生三相短路时，转子励磁绕组和定子三相绕组电流之间存在一定的对应关系，其中与转子励磁绕组中的周期自由分量相对应的定子绕组短路电流分量为（）。
A. 基频周期分量 B. 基频周期分量稳态值 C. 非周期分量与倍频分量 D. 基频周期分量与倍频分量4. 关于同步发电机机端发生三相短路时短路电流中各分量的变化，下述说法中错误的是（）。
A. 定子短路电流中的非周期分量和倍频分量以同一时间常数逐渐衰减到零B. 定子绕组中的基频周期分量有效值从短路瞬间的数值逐渐衰减到稳态值C. 定子绕组的基频周期分量保持不变，其他分量逐渐衰减到零 D. 定子绕组中的基频周期电流分量在短路发生后开始阶段衰减速度快，后阶段衰减速度慢5. 理想同步发电机的空载电势Eq的方向( ) A. 与d轴相同 B. 与q轴相同 C. 与d轴成45°角 D. 与q轴成45°角6. 运用运算曲线法计算任意时刻短路电流周期分量有效值时，对于负荷的处理方法是（）。
A. 不考虑负荷的影响B. 需要考虑负荷的影响C. 仅需要考虑短路点附近大容量电动机的影响D. 需要部分考虑负荷的影响7. 电力系统的暂态稳定性所指的干扰不包括（）。