吉林大学：《电工学》课程教学资源（PPT课件讲稿，第一册）第三章 电路的暂态分析

第三章电路的态乡折 第一节暂态分析的基本概念与换路定律 第二节RC电路的暂态过程 第三节RC电路对矩形浪的响应 第四节一阶电路暂态分析的三要素法 第五节RL电路的暂态过程 作业

第三章 电路的暂态分析 第一节 暂态分析的基本概念与换路定律 第二节 RC电路的暂态过程 第三节 RC电路对矩形波的响应 第四节 一阶电路暂态分析的三要素法 第五节 RL电路的暂态过程 作 业

第一节暂态分析的基本概念与 换路定律 暂态过程 产生暂态过程的原因 换路定律 返回

返回 第一节 暂态分析的基本概念与 换路定律 暂态过程 产生暂态过程的原因 换路定律

暂态过程 稳态:电路中的电流,电压稳定不变或 者是时间上的周期函数,称为电路处于稳 态。 当一个稳态电路的结构或元件参数发生 改变时,电路原稳态被破坏而转变到另 种稳态所经历的过程,称为电路中的过渡 过程。由于过渡过程经历的时向很短,所 以又称为暂态过程或暂态。 返回

一 、暂态过程 返回 稳态：电路中的电流，电压稳定不变或 者是时间上的周期函数，称为电路处于稳 态。 当一个稳态电路的结构或元件参数发生 改变时，电路原稳态被破坏而转变到另一 种稳态所经历的过程，称为电路中的过渡 过程。由于过渡过程经历的时间很短，所 以又称为暂态过程或暂态

在图示的RL电路中 S打开时,电路中 的电流等于零,这 是一种稳态。 t=0 R R 若开关在=0时接UsD|UL 通,电路中的电流 逐渐增加,最终达 到I=U/R这是一种 稳态。 返回

若开关在t = 0 时接 通，电路中的电流 逐渐增加，最终达 到I=U/R,这是一种 稳态。 + － t=0 S R L UL US UR S打开时，电路中 的电流等于零，这 是一种稳态。 在图示的RL电路中 返回

二、产生暂态过程的原因 内因:电路中存在储能元件(C、L) 电容与电感上存储的能量不能跃变 所以,在含有C、L的电路中,从一种稳 态到另一种稳态,要有一个过渡过程。 外因:换路 换路是指电路的结构或参数发生变 化。如开关的通断、短路、信号突然 接入、电源电路参数的改变等。 换路时电路的状态会发生改变。 返回

二、产生暂态过程的原因 内因：电路中存在储能元件（C、L） 电容与电感上存储的能量不能跃变， 所以，在含有C、L的电路中，从一种稳 态到另一种稳态，要有一个过渡过程。 返回 外因：换路 换路是指电路的结构或参数发生变 化。如开关的通断、短路、信号突然 接入、电源电路参数的改变等。 换路时电路的状态会发生改变

换路定律 通常我们把换路瞬间作为计时起点。即 在t=0时换路。把换路前的终结时刻记为 t=0,把换路后的初始时刻记为t=04 ;:“正:s; 少pN 君视现柱不变 (0+)=i(0.) l(04)=l(0.) 返回

三、换路定律 通常我们把换路瞬间作为计时起点。 即 在t＝0时换路。把换路前的终结时刻记为 t ＝0-，把换路后的初始时刻记为t ＝0+。 在电感元件中，储存的磁场能量为 WL=1/2 L iL 2 ,电感中的能量不能跃变， 表现为电感中的电流iL不能跃变。 在电容元件中，储存的电场能量为 WC=1/2CUC 2 ,电容中的能量不能跃变， 表现为电容两端的电压不能跃变。 返回 iL (0+ )＝iL (0－) uC(0+ )＝uc (0－) 电感中的电流和电容两端的电压不能 跃变称为换路定律，表示为：

●换路定律适用于换踣瞬间,用它来确 定暂态过程的初始值。 着(0+)=元(0-)=0,c(04)=C(0-)=0 换路瞬间,电容相当于短咯,电感相当于 断路。 若i(0+)=i(0-)≠0,uC(0)=lc(0-)≠0 换路瞬间,电容相当于恒压源,电感相当 于恒流源。 ●电路中其它电压电流在换路瞬呵,用 换路定律、KVL、KCL定律联合求解。 返回

换路定律适用于换路瞬间，用它来确 定暂态过程的初始值。 返回 若iL (0+ )= iL (0－)=0，uC(0+ )= uC(0－)=0， 换路瞬间，电容相当于短路，电感相当于 断路。 若iL (0+ )= iL (0－)≠0， uC(0+ )= uC(0－) ≠0， 换路瞬间，电容相当于恒压源，电感相当 于恒流源。 电路中其它电压电流在换路瞬间，用 换路定律、KVL、KCL定律联合求解

稀Qt=0 元件 t=0 t=0 lc(0-)uC(0+)=0 =0 uc(t)uc(0)uc(0 =Uo 开路 U i(0.)=0i(04)=0 i()i0.,)i0)L 短路 返回

C L iL (t) t = 0+ t = 0－ t =∞ uC(t) uC(0+ uC(0－ ) )=0 =0 uC(0－ ) =U0 uC(0+ )=U0 + - 开路 iL (0－) iL (0+ )=I0 短路 =I0 iL (0- )=0 iL (0+ )=0 返回

例、在图示电路中,已知:R=1Kg Us=10V,L=1H求开关闭合后的初始值 si解∵S闭合前,电路已 u 处于稳态。 i(0-)=0 R在S闭合的瞬间,根 据换路定律有 元1(0+)=i(0.)=0 L(0+)=i(04)·R=0 (0+)+1(0+)=Us∴W(0)=10V 4返回

例、在图示电路中，已知：R=1KΩ US=10V，L=1H,求开关闭合后的初始值。 + － S i uL R US 返回 解：∵S闭合前，电路已 处于稳态。 iL (0－ ) = 0 在S闭合的瞬间，根 据换路定律有： iL (0+ )＝iL (0－) = 0 uR(0+ ) = i(0+ ) ·R = 0 uR(0+ ) + uL (0+ ) =US ∴ uL (0+ )=10V

例、已知:Us=10V,R1=2K92,R2=3K9 求:t=0时,S断开后电压电流的初始值 请慎重作出选择: R 换路瞬岣C相当于短路 + U 换路瞬间C相当于恒压源 C R 换路瞬间i=L 换路瞬间 返回

R1 US S C i iC 2 uC + － R2 求: t＝0时，S断开后电压电流的初始值. 例、已知：US=10V，R1=2KΩ ， R2=3KΩ i1 返回 请慎重作出选择： 换路瞬间C相当于短路 换路瞬间C相当于恒压源 换路瞬间i1＝i2 换路瞬间i1＝iC