清华大学：《电工与电子技术概论 Electrical and Electronics Engineering》课程教学资源（PPT课件）第三章 电路的暂态分析（电路的过渡过程，1/2）

第3章 电路的暂态分析

2 第3章 电路的暂态分析

第3章电路的暂态分析 电路的过渡过程) §3.1概述 §3.2换路定理及初始值的确定 §3.3一阶电路过渡过程的分析 §3.4脉冲激励下的RC电路 §3.5含有多个储能元件的一阶电路 3/57

3 第3章 电路的暂态分析 (电路的过渡过程) §3.1 概述 §3.2 换路定理及初始值的确定 §3.3 一阶电路过渡过程的分析 §3.4 脉冲激励下的RC电路 §3.5 含有多个储能元件的一阶电路 /57

§3.1概述 “稳态”与“暂态”的概念: R R 开关K闭合dE E 电路处于新稳态 电路处于旧稳态 C 暂态)(稳 态 过渡过程 旧稳态新稳态 4/57

4 t E C u 暂态 稳态 旧稳态 新稳态 过渡过程 : C 电路处于旧稳态 K R E + _ C u §3.1 概述 电路处于新稳态 R E + _ C u  “稳态”与 “暂态”的概念: /57

产生过渡过程的电路及原因? 电阻电路 ①E R 无过渡过程t 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 5/57

5 产生过渡过程的电路及原因? 无过渡过程 t I  电阻电路 t = 0 E 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 /57

电容电路 R 储能元件 E C 电容为储能元件,它储存的能量为电场能量, 其大小为 2 uiat =-cu 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。 6/57

6 E t C u 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 2 0 2 1 W uidt cu t C = =  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。 E K R + _ C uC /57

电感电路 K 储能元件 R +t0 L E 电感为储能元件,它储存的能量为磁场能量, 其大小为: t uidt li 2 0 2 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。 57

7 t L i 电感电路 储能元件 电感为储能元件，它储存的能量为磁场能量， 其大小为： 2 0 2 1 W uidt Li t L = =  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 E + _ t=0 iL /57

结论 有储能元件(L、C)的电路在电路状态发生 变化时(如:电路接入电源、从电源断开、电路 参数改变等)存在过渡过程; 没有储能作用的电阻(R)电路,不存在过渡 过程。 电路中的u、i过渡过程期间,从“旧稳态”进 入“新稳态”,此时u、i都处于暂时的不稳定状态, 所以过渡过程又称为电路的暂态过程。 8/57

8 结论 有储能元件（L、C）的电路在电路状态发生 变化时（如：电路接入电源、从电源断开、电路 参数改变等）存在过渡过程； 没有储能作用的电阻（R）电路，不存在过渡 过程。 电路中的 u、i在过渡过程期间，从“旧稳态”进 入“新稳态”，此时u、i 都处于暂时的不稳定状态， 所以过渡过程又称为电路的暂态过程。 /57

鼎说明: 重点:直流电路、交流电路都存在过渡过程。讲 课的重点是直流电路的过渡过程。交流电路自学 研究过渡过程的意义:过渡过程是一种自然现象, 对它的研究很重要。过渡过程的存在有利有弊。有利 的方面,如电子技术中常用它来产生各种波形;不利 的方面,如在暂态过程发生的瞬间,可能出现过压或 过流,致使设备损坏,必须采取防范措施。 9/57

9 重点：直流电路、交流电路都存在过渡过程。讲 课的重点是直流电路的过渡过程。交流电路自学 研究过渡过程的意义：过渡过程是一种自然现象， 对它的研究很重要。过渡过程的存在有利有弊。有利 的方面，如电子技术中常用它来产生各种波形；不利 的方面，如在暂态过程发生的瞬间，可能出现过压或 过流，致使设备损坏，必须采取防范措施。  说明： /57

§3.2换路定理及初始值的确定 321换路定理 换路:电路状态的改变。如: 1.电路接通、断开电源 2.电路中电源电压升高或降低 3.电路中元件参数的改变 ●●●。●●●0●●●●● 10/57

10 3.2.1 换路定理 换路: 电路状态的改变。如： §3.2 换路定理及初始值的确定 1 . 电路接通、断开电源 2 . 电路中电源电压升高或降低 3 . 电路中元件参数的改变 ………….. /57

换路定理:在换路瞬间,电容上的电压? 电感中的电流不能突变 0-换路前瞬间 设:t=0时换路 0+--换路后瞬间 则:c(O+)=c(0) i(0+)=i2(0) 11/57

11 换路定理: 在换路瞬间，电容上的电压、 电感中的电流不能突变 设：t=0 时换路 − 0 + 0 --- 换路前瞬间 --- 换路后瞬间 (0 ) (0 ) + − uC = uC (0 ) (0 ) + − L = L i i 则： /57 ？