文档介绍：电路(第五版)._邱关源原著_电路教案__第6章一阶电路
第6章一阶电路
? 本章重点
1、暂态及其存在原因的理解;
2、初值求解;
3、利用经典法求解暂态过程的响应;
4、利用三要素法求响应;
5、理解阶跃响应、冲激响应。
? 本章难点
1、存在两个以上动态元件时,初值的求解;
2、三种响应过程的理解;
3、含有受控源电路的暂态过程求解;
4、冲激响应求解。
? 教学方法
本章主要是RC电路和RL电路的分析,本章采用讲授为主,自学为辅的教学方法,共用6课时。课堂上要讲解清楚零输入响应、零状态响应、全响应、稳态分量、暂态分量、阶跃响应、冲激响应等重要概念,还列举大量例题加以分析和求解。使学生理解动态电路响应的物理意义并牢固掌握响应的求解方法。? 授课内容
动态电路的方程及其初始条件
一、暂态及其存在原因
暂态:从一种稳态到达另一种稳态的中间过程(动态过程、过渡过程)。
di?L:u?L??dt 存在原因:1)含有动态元件??C:u?Cdi
?dt?
2)存在换路:电路结构或参数发生变化
描述方程:微分方程
一阶电路:能够用一阶微分方程描述电路;
二阶电路:能够用二阶微分方程描述电路;
n阶电路:能够用n阶微分方程描述电路。
解决方法:经典法、三要素法。
二、换路:电路中开关的突然接通或断开,元件参数的变化,激励形式的改变等。
换路时刻t0(通常取t0=0),换路前一瞬间:t0_,换路后一瞬间:t0?。换路定则 uc(t0t0 )?)?uc(?
iL(t0?)?iL(t0?)
iC(t0?)?iC(t0?), uL(t0t0,) iR(t0t0,) uR(t0t0 )?)?uL(??)?iR(??)?uR(?
三、初始值的计算: 1. 求uC(t0?),iL(t0?): ①给定uC(t0?),iL(t0?);
②t?t0时,原电路为直流稳态: C—断路 L—短路
③t?t0?时,电路未进入稳态: uC(t0 iL(t0(t)?t0|?,(t)?t0|? ?)?uCt?)?iLt2. 画t0?时的等效电路: uC(t0t)iL(t0?)?iL(t0?) ?)?u(?0
,
C—电压源 L—电流源
3. 利用直流电阻电路的计算方法求初始值。例1
已知:t?0时,原电路t?0时,打开开关S求:t
?0?时,各物理量
解: 1. 求uC(0?),iL(0?):
t?0?时,
uC(0?)?,iL(0?)? 2. 画t?0?时的等效电路:
3. t?0?时:uR1(0?)??10?
? iR2(0?)?15
+
_
uL(0?)??uR1(0?)?10?uC(0?)?0
iC(0?)?iL(0?)?iR2(0?)??
_
C(t)
例2:已知:t?0时,原电路已稳定,
t?0时,打开开关S。
求:t?0?时,i1(0?),i(0?)。
解:1. 求uC(0?):
t?0?时:
?uC(0?)?14i(0?)?10i1(0?)?4i1(0?)
?i(0)?i(0)?4?1??
?
i(0)?i(0)?2A??1???uC(0?)?28V
2. 作t?0?时的等效电路:
_ 10i(0) +
1++
_
C (0-)
t?0?时:
?i1(0?)?i(0?)?4
?
?14i1(0?)?7i(0?)?28
84
?i1(0?)?A,i(0?)?A
33
一阶电路的零输入响应
KVL:uR(t)?uC(t)?uS(t?0?)
dudu
VAR:,uR?RiC?RCC
dtdtU
duC?
?uC?uS(t?0?)?RC
? dt??uC(0)??
+ uC _
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。
一、RC放电过程
已知:t?0?时,电容已充电至U
0 求t?0?后的uC(t),uR(t),iC(t)。
1. 定性分析:
UC US?U0
RU0)?? t?0?时,uC(0?)?uC(0?)?U0 uR(0?)??U0iC(0 ?
R
t?0?时,uC(0?)?U0,uR(0?)?US?U0,iC(0?)?
t?,uC?,uR?,iC?; t??,uC?0,uR?0,iC?0
2. 定量分析:
duC?RC?uC?0(t?0?)
t?0?时,? dt?
??uC(0)?U0
+ uR(t