电路的过渡过程课件.ppt

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1、第五章电路的过渡过程第一节过渡过程的产生和换路定律第二节RC电路过渡过程及三要素法第三节RL电路的过渡过程第四节过渡过程的利用1学习要点掌握用三要素法分析一阶电路过渡过程的方法理解电路的暂态和稳态以及时间常数的物理意义理解RC、RL一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应的概念了解微分电路和积分电路的构成及其必须具备的条件2tE稳态暂态旧稳态新稳态过渡过程:C电路处于旧稳态KRE+_开关K闭合电路处于新稳态RE+_过渡过程：电路从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态，电压、电流等物理量经历一个随时间变化的过程。5.1过渡过程的产生和换路定律5.1.1过渡过程的概念3产生过渡过程的电路及原因?

2、无过渡过程I电阻电路t=0ER+_IK电阻是耗能元件，其上电流随电压成比例变化，不存在过渡过程。4Et电容为储能元件，它储存的能量为电场能量，其大小为：电容电路储能元件因为能量不能跃变，能量的存储和释放需要一个过程，所以有电容的电路存在过渡过程。EKR+_CuC5t储能元件电感电路电感为储能元件，它储存的能量为磁场能量，其大小为：因为能量不能跃变，能量的存储和释放需要一个过程，所以有电感的电路存在过渡过程。KRE+_t=0iL6结论有储能元件（L、C）的电路在电路状态发生变化时（如：电路接入电源、从电源断开、电路结构或参数突然改变等）存在过渡过程；没有储能作用的电阻（R）电路，不存在过

3、渡过程。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。7讲课重点：直流电路、交流电路都存在过渡过程。我们讲课的重点是直流电路的过渡过程。研究过渡过程的意义：过渡过程是一种自然现象，对它的研究很重要。过渡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。说明：8换路:电路状态的改变。如：5.1.2换路定理和初始值的计算1.电路接通、断开电源2.电路中电源的升高或降低3.电路中元件参数的改变…………..91、

4、电容元件描述电容两端加电源后，其两个极板上分别聚集起等量异号的电荷，在介质中建立起电场，并储存电场能量的性质。电容：uiC+_电容元件的符号电容器的电容与极板的尺寸及其间介质的介电常数等有关。S—极板面积（m2）d—板间距离（m）ε—介电常数（F/m）当电压u变化时，在电路中产生的电流:（单位：F、μF、pF）10电容元件的储能将上式两边同乘上u，并积分，则得：电场能根据：若起始时刻为t0，电容器的起始电压为uc(to)则:11电容元件的性能特点如下：（1）电容元件具有通交流隔直流的作用。在任何时刻，通过电容器的电流与此时刻的电压变化率成正比，所以电容器两端加交流电压时，必然有电流iC通

5、过；如果在电容器两端加一直流电，电流iC=0，相当于电容器处于开路状态。（2）电压不能突变，通过电容的电流iC必定为有限值，电容两端的电压是iC随时间t的积分，故电压为连续函数，不能突变。（3）电容器两端的电压uC(t)与t时刻以前的电流有关，即电容器具有“记忆”电流的功能。12描述线圈通有电流时产生磁场、储存磁场能量的性质。物理意义电感:(单位：H、mH、μH)线性电感:L为常数;非线性电感:L不为常数2、电感元件电流通过N匝线圈产生(磁链)电流通过一匝线圈产生(磁通)u+-L电感元件的符号+-13电感元件的储能根据：将上式两边同乘上i，并积分，则得：磁场能设起始时刻为t0，电感的起

6、始电流为iL(to)，则14电感元件的性能特点如下：（1）若通过电感线圈的电流不随时间变化，即为直流电时，uL(t)=0，电感线圈相当于短路。（2）电流不能突变，因为实际电路上电感的电压uL(t)必然为有限值，所以电感中的电流iL为时间的连续函数，。（3）电感元件两端的电流iL(t)与t时刻以前的电压有关，即电感具有“记忆”电压的功能。153、换路定理:在换路瞬间，电容上的电压、电感中的电流不能突变。设：t=0时换路---换路前瞬间---换路后瞬间则：16换路瞬间，电容上的电压、电感中的电流不能突变的原因解释如下：自然界物体所具有的能量不能突变，能量的积累或释放需要一定的时间。所以*电感

7、L储存的磁场能量不能突变不能突变不能突变不能突变电容C存储的电场能量17*若发生突变，不可能！一般电路则所以电容电压不能突变从电路关系分析KRE+_CiuCK闭合后，列回路电压方程：184、初始值的确定初始值（起始值）：在t=0+时（即换路后一瞬间）电路中各元件u、i的数值。电路初始值计算的重要依据是换路定理。其步骤为：第一步，先求出原电路即开关尚未转换时（t=0-）的电容电压uc(0-)和电感电流iL(0-)。第二步，根据换路定理