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，2/2）

第3章 电路的暂态分析 (Continue

2 第3章 电路的暂态分析 （Continue）

第3章电路的暂态分析 电路的过渡过程) 83.1概述 §3.2换路定理及初始值的确定 83.3一阶电路过渡过程的分析 §3.4脉冲激勋下的RC电路 §3.5含有多个储能元件的一阶电路 3/62

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 /62

例2已知:开关K原在“3”位置,电容未充电。 当t=0时,K合向“1” t=20ms时,K再从“1”合向“2 求:u()、(t) K R lk R 1k 2k 3u E 2 3V 2 5V 4/62

4 求： 已知：开关 K 原在“3”位置，电容未充电。 当 t ＝0 时，K合向“1” t ＝20 ms 时，K再 从“1”合向“2” u (t) i(t) C 、 例2 3 + _ E1 3V K 1 R1 R2 1k 2k C 3μ uC i + _ E2 5V 1k 2 R3 /62

解:第一阶段(t=0~20ms,K:3-→1)初始值 3 K R lk R 2k3 3V 3V R E u0)=n0)=0v10 R MA 5/62

5 解：第一阶段 （t = 0 ~ 20 ms，K：3→1） (0 )= (0 )= 0 V + − C C u u (0 ) 3 mA 1 = = + R E i R1 + E _ 1 3V R2 i C u 初始值 K + E _ 1 3V 1 R1 R2 1k 2k C 3μ C u i 3 /62

第一阶段(K:3-1)稳态值 3 K R lk R 2k 3V 3V E 2 R2 E R R+R urlo )=-2-·E1=2V R1+R2 I mA 6/62

6 第一阶段（K：3→1） 稳态值 ( ) 1 2 V 1 2 2  = +  = E R R R uC ( ) 1mA 1 2 1 = +  = R R E i R1 + _ E1 3V R2 i C u K + E _ 1 3V 1 R1 R2 1k 2k C 3μ C u i 3 /62

第一阶段(K:3-1)时间常数 3(KR,lk R 2k⊥3u ① 3V 3V 2 Ra=R1∥R2==kg T=RC=2ms 7/62

7 时间常数 = = k  3 2 // Rd R1 R2 = R C = 2 ms  d 第一阶段（K：3→1） K + E _ 1 3V 1 R1 R2 1k 2k C 3μ C u i 3 R1 + E _ 1 3V R2 i C u C /62

第一阶段(t=0~20ms)电压过渡过程方程: f(O)=/(x)+[/(0)-f(x)]eh T=RC=2(ms C 0 0-)=0V) R E1=2(V) R+ r l()=2-2e 8/62

8    t f t f f f e − + ( ) = () + (0 ) − ()  (0 ) = (0 ) = 0(V) + − uC uC ( ) 2(V) 1 1 2 2  = +  = E R R R uC = R C = 2(ms) d  ( ) 2 2 2 V t c u t e − = − 第一阶段（t = 0 ~ 20 ms）电压过渡过程方程： /62

第一阶段(t=0~20ms)电流过渡过程方程: f(t)=f(∞)+f(0)-f(∞)e T=RdC=2ms o)=2 3mA ImA R1+R2 i(t)=1+2e2mA 9/62

9    t f t f f f e − + ( ) = () + (0 ) − ()  ( ) 1 2 2 mA t i t e − = + (0 ) 3mA 1 = = + R E i ( ) 1mA 1 2 1 = +  = R R E i = R C = 2ms d  第一阶段（t = 0 ~ 20 ms）电流过渡过程方程： /62

第一阶段波形图 下一阶段 (V)的起点↑i(m△) 20ms 20ms 说明:z=2ms,5z=10ms 20ms>10ms,t=20ms时,可以认为电路 已基本达到稳态。 10/62

10 第一阶段波形图 20ms t 2 (V) uC 下一阶段 的起点 3 t i（mA） 20ms 1 说明：  ＝2 ms, 5 ＝10 ms 20 ms > 10 ms , t=20 ms 时，可以认为电路 已基本达到稳态。 /62

第二阶段:20m~(k由1→2)起始值 KR,lk R KnRs C 2k3 3Ⅴ DE 2 5V t=20+ms时等效电路 i(20ms+) (20ms) E2-l2(20ms+) =C(20ms-)=2V= R1+R3 =1.5mA 11/62

11 起始值 (20ms ) 2V (20ms ) = = − + C C u u 第二阶段: 20ms ~ 1.5mA (20ms ) (20ms ) 1 3 2 = + − = + + R R E u i c （K由 1→2） + _ E2 R1 R3 R2 uC i + _ t=20 + ms 时等效电路 K E1 R1 + _ + _ E2 3V 5V 1k 1 2 R3 R2 1k 2k C 3 C u i /62