《电路》课程教学资源（PPT课件）第6章 一阶电路（电路的过渡过程）

第六章一阶电路 (电路的过渡过程) 重点掌握 基本信号阶跃函数和冲激函数 零输入响应零状态响应 全响应 稳态分量暂态分量

1 第六章 一阶电路 (电路的过渡过程) 零输入响应 零状态响应 全响应 重点掌握 基本信号 阶跃函数和冲激函数 稳态分量 暂态分量

第六章一阶电路 (电路的过渡过程) §6-1 动态电路的方程及其初始条件 §6一2一阶电路的零输人响应 §6一3一阶电路的零状态响应 §6一4一阶电路的全响应 §6一5一阶电路的阶跃响应 §6一6一阶电路的冲激响应

2 § 6－1 动态电路的方程及其初始条件 § 6－2 一阶电路的零输人响应 § 6－3 一阶电路的零状态响应 § 6－4 一阶电路的全响应 § 6－5 一阶电路的阶跃响应 § 6－6 一阶电路的冲激响应 第六章 一阶电路 (电路的过渡过程)

6-1 动态电路的方程及其初始条件 动态电路概述 一、电阻电路与动态电路 电阻电路：电路中仅由电阻元件和电源元件构成。 KCL、KVL方程和元件特性均为代数方程。 因此描述电路的方程为代数方程。 (即时电路) 动态电路：含储能元件L(M、C。KCL、KVL方程仍 为代数方程，而元件方程中含微分或积分形 式。因此描述电路的方程为微分方程。 (记忆电路) 3

3 动态电路：含储能元件L(M)、C。KCL、KVL方程仍 为代数方程，而元件方程中含微分或积分形 式。因此描述电路的方程为微分方程。 (记忆电路) 电阻电路：电路中仅由电阻元件和电源元件构成。 KCL、KVL方程和元件特性均为代数方程。 因此描述电路的方程为代数方程。 (即时电路) 6-1 动态电路的方程及其初始条件 一、 电阻电路与动态电路 动态电路概述

稳定状态（稳态） 二、什么是电路的过渡过程？ 过渡状态（动态） S未动作前 i=0,Wc=0 S接通电源后进入另一稳态 i=0,Uc=Us 过渡过程：电路由一个稳态过渡到另一个稳态需要经历的过程。 当电路结构或元件的参数发生变化时（例如电路中电源或无源元件 的断开或接人，信号的突然注入等)，可能使电路改变原来的工作 状态，转变到另一个工作状态，这种转变往往需要经历一个过程， 在工程上称为过渡过程

4 S未动作前 S接通电源后进入另一稳态 i = 0, uC = 0 i = 0, uC= US 二、 什么是电路的过渡过程？ 稳定状态(稳态) 过渡状态(动态) S + – US uC R C i S + – US uC R C i 过渡过程： 电路由一个稳态过渡到另一个稳态需要经历的过程。 当电路结构或元件的参数发生变化时（例如电路中电源或无源元件 的断开或接人，信号的突然注入等），可能使电路改变原来的工作 状态，转变到另一个工作状态，这种转变往往需要经历一个过程， 在工程上称为过渡过程

电路中的、在过渡过程期间，从“旧稳态”进入 “新稳态”，此时、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。 初始0 过渡 新稳态 状态 状态 三、过渡过程产生的原因 -X 1.电路中含有储量元件（内因） R2 dw R3 能量不能跃变 D= dt 2.电路结构或电路参数发生变化（外因） 换路 支路的接入、断开；开路、短路等us 参数变化

5 uC t t1 US 初始O 状态 过渡 状态 新稳态 三、过渡过程产生的原因 1. 电路中含有储量元件(内因) 能量不能跃变 t w p d d  2. 电路结构或电路参数发生变化(外因) 支路的接入、断开；开路、短路等 S + – US uC R C i + uS R1 R2 R3  参数变化 换路 + – C uC + uS R1 R3  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

四、分析方法 经典法 时域分析法 拉普拉斯变换法 频域分析法 状态变量法 时域分析法 解析法 数值法 +RC dr2 duc+uc=Us dt (0) 动态电路的阶数： 一阶电路：一阶微分方程所描述的电路」 二阶电路：二阶微分方程所描述的电路。 高阶电路：高阶微分方程所描述的电路. 6

6 四、分析方法 2 S 2 d d d d u U t u RC t u LC C C C    一阶电路：一阶微分方程所描述的电路. 二阶电路：二 阶微分方程所描述的电路. S (t=0) L US C + –uC R ( t>0 ) 经典法 拉普拉斯变换法 状态变量法 时域分析法 频域分析法 时域分析法 解析法 数值法 动态电路的阶数： 高阶电路：高 阶微分方程所描述的电路

产生过渡过程的电路及原因？ 一.电阻电路 t=0 R 无暂态过程 电阻是耗能元件，其上电流随电压成比例变化， 不存在暂态过程

7 无暂态过程 I 一. 电阻电路 t = 0 E R + _ I K 电阻是耗能元件，其上电流随电压成比例变化， 不存在暂态过程。 产生过渡过程的电路及原因?

二，电容电路 储能元件 lc= dt 电容元件的电压和电流的约束关系是通过导数（或积分 )表达的，所以称为储能元件（动态元件）。它储存的 能量为电场能量，其大小为： c=边= -cuc 因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有电 容的电路存在暂态过程。即 uc不能突变

8 E t C u 2 0 2 1 C t C WC  u idt  cu  储能元件 C 因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有电 容的电路存在暂态过程。即 u C 不能突变。 电容元件的电压和电流的约束关系是通过导数（或积分 ）表达的，所以称为储能元件(动态元件）。它储存的 能量为电场能量 ，其大小为： ( ) dt du i C c c  二. 电容电路 E K R + _ uC iC

三。电感电路 储能元件 dt 电感元件的电压和电流的约束关系是通过导数（或 积分)表达的，所以称为储能元件（动态元件），它储 存的能量为磁场能量，其大小为： WL- ,h=24 因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有电 感的电路存在暂态过程。即1，不能突变

9 t L i 储能元件 电感元件的电压和电流的约束关系是通过导数（或 积分）表达的，所以称为储能元件(动态元件） ，它储 存的能量为磁场能量，其大小为： 2 0 2 1 L L t W L  ui dt  Li  因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有电 感的电路存在暂态过程。即 i L 不能突变。 ( ) dt di u C l l  三. 电感电路 K R E + _ t=0 iL + _ uL

结论 说明 有储能元件(L、C) 的电路 直流电路、交流 电路都存在暂态 在换路时存在暂态过程； 过程，本章只分 没有储能作用的电阻(R) 析讨论直流电路 电路，不存在暂态过程。 的暂态过程。 研究暂态过程的意义：暂态过程是一种自然现象， 对它的研究很重要。暂态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。10

10 有储能元件（L、C）的电路 在换路时存在暂态过程； 没有储能作用的电阻（R） 电路，不存在暂态过程。 直流电路、交流 电路都存在暂态 过程，本章只分 析讨论直流电路 的暂态过程。 研究暂态过程的意义：暂态过程是一种自然现象， 对它的研究很重要。暂态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。 结 论 说 明