文档介绍：第五章电路的过渡过程
本章主要内容
过渡过程的产生与换路定律
RC电路的过渡过程及三要素法
RL电路的响应
稳定状态:
在指定条件下电路中电压、电流已达到某一稳定值。
过渡过程:
电路从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态,电压、电流等物理量经历一个随时间变化的过程。
无过渡过程
I
电阻电路
t = 0
U
R
+
_
I
K
电阻是耗能元件,其上电流随电压比例变化,
不存在过渡过程。
一、过渡过程产生的必然性
第一节过渡过程的产生与换路定律
U
t
电容为储能元件,它储存的能量为电场能量,其大小为:
电容电路
储能元件
因为能量的存储和释放需要一个过程,所以有电容的电路存在过渡过程。
U
K
R
+
_
C
uC
t
储能元件
电感电路
电感为储能元件,它储存的能量为磁场能量,其大小为:
因为能量的存储和释放需要一个过程,所以有电感的电路存在过渡过程。
K
R
U
+
_
t=0
iL
二、研究过渡过程的实际意义
1. 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。
2. 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。
直流电路、交流电路都存在暂态过程, 我们讲课的重点是直流电路的暂态过程。
换路:电路工作条件发生变化,如电源的接通或切断,电路连接方法或参数值的突然变化等称为换路。
换路定理:电容上的电压uC及电感中的电流iL在换路前后瞬间的值是相等的,即:
三、换路定律
设:t=0 时换路
--- 换路前稳态终了瞬间
--- 换路后暂态起始瞬间
换路瞬时初始值的确定
求解步骤:
(2) 其它电量初始值的求法。
初始值:电路中各 u、i 在 t =0+ 时的数值。
(1) uC( 0+)、iL ( 0+) 的求法。
1) 先由t =0-的电路求出 uC ( 0–) 、iL ( 0–);
2) 根据换路定律求出 uC( 0+)、iL ( 0+) 。
1) 由t =0+的电路求其它电量的初始值;
2) 在 t =0+时的电压方程中 uC = uC( 0+)、
t =0+时的电流方程中 iL = iL ( 0+)。
S
C
U
R2
R1
L
(a)
例1:确定图(a)所示电路开关S闭合后各电压、电流的初始值。已知开关闭合前电容和电感均无储能。
解:由已知条件可知开关闭合前:
uC ( 0–) =0 iL ( 0–)=0
根据换路电律,可得: