《电路分析》课件9.1.ppt

1、 内容简介内容简介 本教材理论推导从简，计算思路交待详细，概念述本教材理论推导从简，计算思路交待详细，概念述明来龙去脉，增加例题数量和难度档次，章节分明来龙去脉，增加例题数量和难度档次，章节分“重计重计算算”及及“重概念重概念”两类区别对待，编排讲究逐步引深的两类区别对待，编排讲究逐步引深的递进关系，联系工程实际，训练动手能力，尽力为后续递进关系，联系工程实际，训练动手能力，尽力为后续课程铺垫。借助类比及对偶手法，语言朴实简练，图文课程铺垫。借助类比及对偶手法，语言朴实简练，图文印刷结合紧密，便于自学与记忆，便于节省理论教学时印刷结合紧密，便于自学与记忆，便于节省理论教学时数。适用于数。适用于

2、应用型本科应用型本科及及高职高专高职高专电力类、自动化类、电力类、自动化类、机电类、电器类、仪器仪表类、电子类及测控技术类专机电类、电器类、仪器仪表类、电子类及测控技术类专业。业。第第9章章 线性电路过渡过程中线性电路过渡过程中电流电压的计算电流电压的计算 9.1 换路定律和初始条件的计算换路定律和初始条件的计算 9.2 一阶电路的零输入响应一阶电路的零输入响应仅由初始储能激励仅由初始储能激励 9.3 一阶电路的零状态响应一阶电路的零状态响应仅由电源激励仅由电源激励 9.4 一阶电路的全响应一阶电路的全响应 9.5 线性动态电路的复频域分析线性动态电路的复频域分析 自然界凡是与能量有关的物理量

3、发生变化，一般都需要有自然界凡是与能量有关的物理量发生变化，一般都需要有一个过程来完成这种变化，因为能量一般不可能跃变，即不可一个过程来完成这种变化，因为能量一般不可能跃变，即不可能突变（如火车的起动）能突变（如火车的起动）。如果能量跃变，那么能量随时间变。如果能量跃变，那么能量随时间变化的速率为无穷大，即功率无穷大，就需要有一个无穷大的功化的速率为无穷大，即功率无穷大，就需要有一个无穷大的功率源来支持这种跃变，而自然界没有无穷大的功率源。率源来支持这种跃变，而自然界没有无穷大的功率源。联系到电路中，电感元件与电容元件都是储能元件，电感联系到电路中，电感元件与电容元件都是储能元件，电感元件所储

4、存的磁场能量随其电流变化；电容元件所储存的电场元件所储存的磁场能量随其电流变化；电容元件所储存的电场能量随其电压变化。既然能量一般不可能跃变，电感电流的改能量随其电压变化。既然能量一般不可能跃变，电感电流的改变、电容电压的改变也需要一个渐变过程，这个过程就称为电变、电容电压的改变也需要一个渐变过程，这个过程就称为电路的过渡过程。路的过渡过程。电感、电容元件既是储能元件，又称为动态元件。含有电电感、电容元件既是储能元件，又称为动态元件。含有电感、电容的电路称为动态电路，只有动态电路中才会发生过渡感、电容的电路称为动态电路，只有动态电路中才会发生过渡过程。过程。9.1 换路定律和初始条件的计算换路

5、定律和初始条件的计算9.1.1 9.1.1 过渡过程与时间的关系过渡过程与时间的关系电路从一种稳态（旧的稳态）变化到另一种稳态电路从一种稳态（旧的稳态）变化到另一种稳态（新的稳态）的中间过程。过渡过程中电路的状（新的稳态）的中间过程。过渡过程中电路的状态称为暂态。态称为暂态。过渡过程：过渡过程：电感、电容储存的能量发生了变化。电感、电容储存的能量发生了变化。暂态产生的原因：暂态产生的原因：暂态产生的必要条件：暂态产生的必要条件：含有电感、电容的电路发生了换路。含有电感、电容的电路发生了换路。电路中电源的接入和切除、支路的接通和断开、元件参电路中电源的接入和切除、支路的接通和断开、元件参数的改变

6、等动作统称为换路。数的改变等动作统称为换路。换路：换路：t=0-是换路前最后一瞬间，即旧的稳态结束时刻；是换路前最后一瞬间，即旧的稳态结束时刻；t=0时发生换路；时发生换路；t=0+是换路后最初一瞬间，是过渡过程的开始时刻；是换路后最初一瞬间，是过渡过程的开始时刻；t时刻过渡过程结束，电路进入新的稳态。时刻过渡过程结束，电路进入新的稳态。过渡过程与时间的关系过渡过程与时间的关系9.1.2 9.1.2 动态电路的动态电路的换路定律换路定律212LLWLi电容元件：电容元件：不能跃变；不能跃变；电感元件：电感元件：不能跃变；不能跃变；(0)(0)ccuu(1)储能储能(0)(0)LLii(1)储能

7、储能(2)若电压若电压CCduiCdt 则则212CCWCuLLdiuLdt(2)若电流若电流则则(0)(0)ccuu(0)(0)LLii 上式表明换路后一瞬间的电感电流值、电容电压值仍为旧上式表明换路后一瞬间的电感电流值、电容电压值仍为旧的稳态值，能够在换路前后承上启下，可由换路前的等效的稳态值，能够在换路前后承上启下，可由换路前的等效电路计算出来。电路计算出来。电路中的其它量，包括电阻上的电流电压、电感电压、电电路中的其它量，包括电阻上的电流电压、电感电压、电容电流，换路后都可能发生跃变，立即改变为另一个值，容电流，换路后都可能发生跃变，立即改变为另一个值，因为它们的跃变与电路储存的磁场能

8、、电场能无关。因为它们的跃变与电路储存的磁场能、电场能无关。(0)(0)ccuu(0)(0)LLii 因此电感电路的关键量是电感电流，电容电路的关键量是电因此电感电路的关键量是电感电流，电容电路的关键量是电容电压。容电压。9.1.3 换路后瞬间换路后瞬间t=0+时刻初始条件的计算时刻初始条件的计算初始值：即初始值：即t=0+时的电压、电流的值。时的电压、电流的值。计算初始值的步骤：计算初始值的步骤：1.画出换路前画出换路前t=0-时刻旧稳态的等效电路，对于直流电路时刻旧稳态的等效电路，对于直流电路电感代以短路、电容代以开路，只需计算电感代以短路、电容代以开路，只需计算 、，根据换路定律计算独立

9、初始值根据换路定律计算独立初始值 、。2.画出换路后画出换路后t=0+时刻的等效电路，应用替代定理将电感时刻的等效电路，应用替代定理将电感元件用值为元件用值为 的理想电流源替代的理想电流源替代若若 ，则代以，则代以开路开路，将电容元件用值为，将电容元件用值为 的理想电压源替代的理想电压源替代若若 ，则代以短路，则代以短路，根据电路定律计算，根据电路定律计算 、uR(0)、iC(0)、uL(0)等。等。(0)Li(0)Cu(0)Li(0)Cu(0)Li(0)0Li(0)Cu(0)0Cu(0)RiP229 例例91 求求 、(0)Ci0Lu+（）0Ri+（）和和 解：解：(1)画出画出t=0-时刻

10、的等效电路时刻的等效电路(0)(0)ccSuuI R(0)(0)LLSiiI(2)画出画出t=0+时刻的等效电路时刻的等效电路(0)(0)(0)0CLRiiic+R+Su 0i 0=IR（）（）(0)(0)LcSuuI R P 229 例例92 求各电压电流初始值。求各电压电流初始值。解：解：(1)求独立初始值求独立初始值。(0)(0)0ccuu(2)画出画出t=0+时刻的等效电路时刻的等效电路 1(0)(0)3CiiA20+2+2u 0i 0=R（）（）2(0)(0)0cuu1(0)12SuUV1111234+u 0i 0=AR（）（）P230 例例93 求各支路电流和电感电压初始值。求各支路电流和电感电压初始值。解：解：(1)求独立初始值求独立初始值。(0)(0)2 1224ccuuV(2)求相关初始值求相关初始值(0)(4824)/38CiA(0)(0)(0)20LCiiiA(0)48 12 224LuV48(0)(0)1222LLiiA