动态电路暂态分析

例5-1 求初始值
（2）换路定律得iL(0+)、uC(0+)
U0 i L (0 ) i L (0 ) R1 R2 R2U 0 uC (0 ) uC (0 ) R1 R2 （3）画出 0 等效电路，求得其它初始条件。
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例5-1
i L (0 )
4 // 4 8 4 V 4 // 4 4 4 i L (0 ) 1 A 2018/10/13 4 uC (0 )
t = 0 -等效电路
i L (0 ) i L (0 ) 1 A uC (0 ) uC (0 ) 4 V
10
6.1
换路定律与初始值的确定
第5章 动态电路的暂态分析
5.1 5.2 5.3 5.4
换路定律与电路的初始值 一阶RC电路的暂态分析
含有动态元件 一阶RL电路的暂态分析（电容、电感） 的电路
一阶动态电路暂态分析的三要素法
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重点：
1.理解电路的暂态和稳态、零输入响应、零状态
响应、全响应的概念，以及时间常数的物理意义
2) 根据换路定律求出 uC( 0+)、iL ( 0+) 。
(2) 其它量初始值的求法 1) 2) 3）由t =0+等效电路求其它量的初始值 a. 结构换路后的电路
b. 电容（电感）用电压源（电流源）替代。
（取0+时刻值，方向与原假定的电容电压、电 感电流方向相同）
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要点回顾:
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10V
+
-
5.1 换路定律与电路的初始值 St 0 R 暂态 u
C
iC
C
+
-
uC
10
o
合 S前 :
iC 0 , uC 0
稳态
t
合S后又过相当长时间： iC 0, uC 10V
稳（定状）态：
电路中各处电压、电流都 达到稳定值的状态 2018/10/13
暂态（过程）：
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换路瞬间，uC、i L 不能跃变，但 iC、uL可以跃变。
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1 4 iC ( 0 ) A i ( 0 ) A 3 3
uC (0 ) 4 V
5.1 换路定律与电路的初始值
初始值求解：
(1) uC( 0+)、iL ( 0+) 的求法 1) 先由t =0-的电路求出 uC ( 0– ) 、iL ( 0– )；
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6.1
换路定律与初始值的确定
例2： 换路前电路处于稳态。
试求图示电路中各个电压和电流的初始值。
t =0 iC
4 _
+
_
2 8V
i1
+ uC
4
iL + uL
_
4
+
2
i1
iC
_ 8V
u+ C C 4 _
4
iL
+ uL L _
4
解： (1) 由t = 0-电路求 uC(0–)、iL (0–) 换路前电路已处于稳态：直流电容元件视为开路； 电感元件视为短路。
3）由t =0+等效电路求其它量的初始值
换路前电路处稳态。 例 2： 试求图示电路中各个电压和电流的初始值。 i 2 iL t =0i + 2 iC iL C 4 4 + 4 8V + + _ + 8V _ u i1 4 u C L _C 1A _L
4V _
4 _
+ uL
(2) 由t = 0+电路求 iC(0+)、uL (0+) t = 0+时等效电路 uc (0+) iL (0+) 8 2i (0 ) 4iC (0 ) 4 uL (0 ) 4 1 4 - 4 4 A 3 3 i ( 0 ) iC ( 0 ) 1 i L (0 ) 1 A
5.1换路定律与电路的初始值
2. 换路定律
0 换路时刻
开关动作时刻、计时零点
0－ 换路前的最终时刻 0＋ 换路后的最初时刻 换路经历的时间： 0－ ～ 0＋ 零
电感元件： iL (0 ) iL (0 )
电容元件： uC (0 ) uC (0 )
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注：换路定律用于确定换路瞬间即暂态过程中 uC、 iL初始值。
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5.1 换路定律与电路的初始值
3. 动态电路初始值的确定
例5-1 求初始值
直流电容元件视为开路 电感元件视为短路
解：
，
（1） t 0 时电路处于稳态，电路如图b所示。
U0 i L (0 ) R1 R2
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R2U 0 uC (0 ) R1 R2
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5.1 换路定律与电路的初始值
电路从一种稳态变化到 另一种稳态的过渡过程
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5.1 换路定律与电路的初始值
1. 动态电路产生暂态过程的原因 +
10V
St 0
R
（1） 电路中含有储能元件 (内因) 一般情况下，能量不能跃变。 （2） 电路发生换路 (外因)
-
iC
C
+
-
uC
换路:
电路状态的改变。
如：开关接通、关断、参数改变等。
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R2U 0 U0 5.1 换路定律与电路的初始值
R1 R2
uC (0 )
R1 R2
（3）画出 0 等效电路，求得其它初始条件。 分别用一个电流源和一个电压源替代电感和电容 U0 iC (0 ) i L (0 ) R1 R2
R2U 0 R2U 0 0 uL (0 ) R2iC (0 ) uC (0 ) R1 R2 R1 R2 R2U 0 uR2 (0 ) R2 iC (0 ) R1 R2
•稳态、暂态
暂态过程产生的原因
来自百度文库含有L、C 换路
3个时刻0-、0、0+
L (0 ) L (0 ) uC (0 ) uC (0 )
•换路定律 1) 先由t =0-的电路求出 uC ( 0– ) 、iL ( 0– )；
•初始值的求解 2) 根据换路定律求出 uC( 0+)、iL ( 0+) 。
2. 换路定律和初始值的求法 3.一阶动态电路的三要素分析法
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研究动态电路暂态过程的实际意义
（1）控制、预防可能产生的危害
暂态过程开始的瞬间可能产生过电压、过电流使电 气设备或元件损坏。
（2）利用电路暂态过程产生特定波形的电信号
如锯齿波、三角波、尖脉冲等，应用于电子电路。 这里主要讨论直流激励下电路的暂态分析