《电工技术》课程教学课件（讲稿）第3章 电路的暂态响应

第3章电路的暂态响应动态电动态路的基元件本概念主要动态电路一阶动态的初始值电路的经和直流稳内容典解法态值一阶动态电路的三要素法国家电工电子教学基地电路理论系列课程组

第3章 电路的暂态响应 动态电 路的基 本概念 动态 元件 动态电路 的初始值 和直流稳 态值 主要 内容 一阶动态 电路的经 典解法 一阶动态 电路的三 要素法 国家电工电子教学基地 电路理论系列课 程组 2

第1节动态元件国家电工电子教学基地电路理论系列课3程组

国家电工电子教学基地 电路理论系列课 程组 3

电容元件3.1.1电容元件在任意时刻t，能以q-v关系表征其特性的二端元件。线性非时变电容元件特性曲线符号数学描述Cq=CyV2+1单位：库仑=法拉×伏特(V)(C)(F)国家电工电子教学基地电路理论系列课程组

3.1.1 电容元件 电容元件 在任意时刻t，能以q-v关系表征其特性的二端元件。 线性非时变电容元件 数学描述 符号 特性曲线 单位: 库仑=法拉×伏特 (C) (F) (V) q v q v  C 国家电工电子教学基地 电路理论系列课 程组 4

实际电容器：由某种介质隔开的两个导电极板构成。25225国家电工电子教学基地电路理论系列课程组

实际电容器：由某种介质隔开的两个导电极板构成。 国家电工电子教学基地 电路理论系列课 程组 5

申容元件伏安关系OdqdCvdy1-dtdtdtdq7dti(t)d tV=当电压电流采用非关联参考方向时dvdt+i(t)dt国家电工电子教学基地电路理论系列课6程组

电容元件伏安关系 i C v d d q i t  d d d d d d 1 ( )d t q Cv v i C t t t v i t C             当电压电流采用非关联参考方向时 i C v d d 1 ( )d t v i C t v i t C             国家电工电子教学基地 电路理论系列课 程组 6 - +

电容元件特性O动态特性dyidti.(t)V=dt电容的电流与电压的变化率有关，而与电压值无关：变化的电压才能产生电容电流。隔直通交直流稳态电路中，电容相当于开路国家电工电子教学基地电路理论系列课程组

电容元件特性 动态特性 i C v d ( ) d c c v i t C t  1 d t v i t C    电容的电流与电压的变化率有关，而与电压值无关； 变化的电压才能产生电容电流。 直流稳态电路中，电容相当于开路。 隔 直 通 交 国家电工电子教学基地 电路理论系列课 程组 7

功率和能量电容元件特性dvdv功率: p(t)= vi = vCdtdtdy能量: w(t)= [ p(t)dt =dt22通常v(-8) =0w(t)==Cv2所以(J)2dv讨论(1) p(t)=Cvdt可正（吸收功率），可负（供出功率），与电阻不同。（2）w(t)=C2储存能量；w非负，属无源元件。2国家电工电子教学基地电路理论系列课8程组

电容元件特性 功率和能量 i C 功率： v d d ( ) ( ) d d v v p t vi vC Cv W t t    能量： d 1 1 2 2 ( ) ( )d d ( ) ( ) d 2 2 t t v w t p Cv Cv t Cv              通常 v()  0 所以 1 2 ( ) 2 w t Cv  ( ) J 讨论 （1） d ( ) d v p t Cv t  可正（吸收功率），可负（供出功率），与电阻不同。 （2） 1 2 ( ) 2 w t Cv  储存能量；w非负，属无源元件。 国家电工电子教学基地 电路理论系列课 程组 8

电容元件的串并联电容的并联+iNuSOdududududui=(CI +C2 +:.CCCN00dtdtdtdtdt电容的串联UN112HH中CNC2C1udududu,duzdun++i=Ceqdtdtdtdtdt国家电工电子教学基地电路理论系列课9程组

电容元件的串并联 电容的并联 1 2 1 2 d d d d d ( ) d d d d d N N eq u u u u u i C C C t C C C t t t t           C 电容的串联 1 2 1 2 1 1 1 1 ( ) N q N e du du du du i i dt dt dt dt C C C C           d d eq u i C t  国家电工电子教学基地 电路理论系列课 程组 9

例3-1图3-2(a)所示电路中，i.的波形如图(b)所示，求v(t)，并画出其波形。i(t)(A)91i;(0)() C=100μF----010-22 ×10-2t(s)(a)(b)图3-4例3-2电路解：用分段函数表示电流i为100t0≤t0.02国家电工电子教学基地电路理论系列课10程组

例3-1 图3-2(a)所示电路中，i s的波形如图(b)所示，求v(t)，并画 出其波形。 v(t) C=100μF 0 1 0- 2 t(s) i s (t)(A) 1 (b) (a) i s (t) 2 2 10  图3-4 例3-2电路 解： 用分段函数表示电流i s为              0 0, 0.02 100(0.02 ) 0.01 0.02 100 0 0.01 t t t t t t i s 国家电工电子教学基地 电路理论系列课 程组 10

例3-10t 0.02v(t)(V10050--1011022 × 10t(s)图3-5例3-2中v(t)波形国家电工电子教学基地电路理论系列课11程组

例3-1                      t s t t t t t t t i C v t 100 0.02 2 10 5 10 100 0.01 0.02 5 10 0 0.01 0 0 ( ) d 1 ( ) 4 5 2 5 2   100 5 0 1 0-2 t(s) v(t)(V) 0 2 2 10   图3-5 例3-2中v(t)波形 国家电工电子教学基地 电路理论系列课 程组 11