动态电路时域分析2011.pptx

单击此处编辑母版标题样式,#,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,本章作业,：,4.7,(,初始值,),4.8,(,初始值,),4.10,零输入,(,三要素法,),4.11,零状态,(,三要素法,),4.18,(,阶跃函数,),4.19,(,阶跃响应,),4,.,1,动态电路元件,第,4,章 动态电路时域分析,+,-,u,(,t,),电感线圈,把金属导线绕在一骨架上构成一实际电感线圈，当电流通过线圈时，将产生磁通，是一种抵抗电流变化、储存磁能的部件。,(,t,),N,(,t,),4.1,动态电路元件,4.1.1,电感元件,i(t),任何一个二端元件，如果在任意时刻的,电压和电流之间的关系总可以由自感磁通链,-,电流,（,-,i,）,平面上的一条过原点的曲线所决定，则此二端元件称为电感元件。,4,.,1,动态电路元件,第,4,章 动态电路时域分析,i,o,电感元件的特性曲线,1.,定义,:,2,线性时不变电感元件的韦安特性曲线,线性时不变电感的特性曲线,4,.,1,动态电路元件,第,4,章 动态电路时域分析,任何时刻，通过电感元件的电流,i,与其磁链,成正比,。,i,特性为过原点的直线,。,3,符号,：,L,4,单位,：亨利,H,、,毫亨,(mH),、,微亨,(H),5.,元件,符号,与图形,：,6,分类,：线性、非线性，时不变、时变,4,.,1,动态电路元件第,4,章 动态电路时域分析,1H=10,3,m,H 1,m,H,=10,3,H,因为,，,而,(,u,、,i,关联,),4,.,1,动态电路元件,第,4,章 动态电路时域分析,电感元件,VCR,的微分关系,电感电压,u,的大小取决于,i,的变化率,与,i,的大小无关，电感是动态元件；,当,i,为常数,(,直流,),时，,u=,0,。电感相当于短路；,实际电路中电感的电压,u,为有限值，则电感电流,i,不能跃变，必定是时间的连续函数。,7,电感元件的伏安关系,所以电感元件的伏安关系为,4,.,1,动态电路元件,第,4,章 动态电路时域分析,其中,称为电感电流的初始值。,在已知电感电压,u,Lt,),的条件下,，,其电流,i,L,(,t,),为,电感元件,VCR,的积分关系,4,.,1,动态电路元件,第,4,章 动态电路时域分析,某一时刻的电感电流值与,-,到该时刻的所有电压值有关，即电感元件有记忆电压的作用，电感元件也是记忆元件。,研究某一初始时刻,t,0,以后的电感电流，不需要了解,t,0,以前的电流，只需知道,t,0,时刻开始作用的电压,u,和,t,0,时刻的电流,i,（,t,0,）。,（关联方向）,8,.,电感元件的功率及能量,功率,：,4,.,1,动态电路元件,第,4,章 动态电路时域分析,在电压电流采用,关联参考方向,的情况下，,电感的,吸收,功率为,当,p,0,时,，,电感,吸收,功率,；,当,p,0,时的电感电流,i,L,。,解,(1),求,i,L,(0,+,),。,开关闭合前电路处于稳定，电感看作短路,，,i,L,(0-)=,I,s,=3A,，,根据换路定律，,有,R,1,R,2,(a),4,.,5,一阶电路的全响应,第,4,章 动态电路时域分析,(2),求,i,L,(),。,(3),求,。,(4,),求,i,L,R,1,R,2,(a),4,.,5,一阶电路的全响应,第,4,章 动态电路时域分析,例,2,t,=,0,时,开关,K,闭合,，,求,t,0,后的,i,C,、,u,C,及电流源两端的电压。,解,+,10V,1A,1,+,u,C,1,+,u1,(1),求,u,c,(0,+,),(2),求,u,c,(,),(4,),求,u,c,(t),(3),求,u,c,(0,+,)=,u,c,(0,-,)=,1V,4,.,5,一阶电路的全响应,第,4,章 动态电路时域分析,(1),求初始值,i,L,+,20V,0.5H,5,5,+,10V,i,2,i,1,例,3,t,=0,时,开关闭合，求,t,0,后的,i,L,、,i,1,、,i,2,解,0,等效电路,+,20V,2A,5,5,+,10V,i,1,(0,+,),i,2,(0,+,),a,4,.,5,一阶电路的全响应,第,4,章 动态电路时域分析,i,L,+,20V,0.5H,5,5,+,10V,i,2,i,1,(2),求,稳态值,(3),求时间常数,(4),求响应,时,电路,+,20V,5,5,+,10V,i,1,(),i,2,(),i,L,(),5,5,R,4,.,5,一阶电路的全响应,第,4,章 动态电路时域分析,三要素为：,三要素公式,i,L,+,20V,0.5H,5,5,+,10V,i,2,i,1,解法二,：,4,.,5,一阶电路的全响应,第,4,章 动态电路时域分析,例,4,已知,：,t,=0,时开关由,12,，,求换路后的,u,C,(,t,),解,2A,4,1,0.1F,+,u,C,+,4,i,1,2,i,1,8V,+,1,2,(1),求,u,C,(0,+,),t,=0,-,时,电容,C,开路,，,(2),求,u,C,(),画出,t,=,时的电路,2A,4,+,+,4,时电路,4,.,5,一阶电路的全响应,第,4,章 动态电路时域分析,(3),求,4,+,4,(4),求,u,C,(t),2A,4,1,0.1F,+,u,C,+,4,i,1,2,i,1,8V,+,1,2,4,.,5,一阶电路的全响应,第,4,章 动态电路时域分析,例,5,电路如图,(,a,),所示,，,t,0,时电路处于稳态,。,t,=0,时,S,1,打开,，,S,2,闭合,。,求电容电压,u,C,和电流,i.,3A,3,2,0.5F,+,u,C,+,3,R,1,i,3V,S,1,R,2,R,3,R,4,S,2,6,(,a,),0,+,时的等效电路,3,2,+,u,C,(0,+,),+,i,(0,+,),3V,-,R,2,R,3,R,4,6,(,b,),6V,t,=,时的电路,3,2,+,u,C,(),+,i,(),3V,R,2,R,3,R,4,6,(,c,),R,3,2,R,2,R,3,R,4,6,(d),4,.,5,一阶电路的全响应,第,4,章 动态电路时域分析,解,(1),求,u,C,(0,+,),和,i,(0,+,).,t,=0,-,时,，,电容,C,相当于开路,，,故,画出,t,=0,+,时的等效电路,3A,3,2,0.5F,+,u,C,+,3,R,1,i,3V,S,1,R,2,R,3,R,4,S,2,6,(,a,),0,+,时的等效电路,3,2,+,u,C,(0,+,),+,i,(0,+,),3V,-,R,2,R,3,R,4,6,(,b,),6V,4,.,5,一阶电路的全响应,第,4,章 动态电路时域分析,(2),求,u,C,(),和,i,().,画出,t,=,时的电路,3A,3,2,0.5F,+,u,C,+,3,R,1,i,3V,S,1,R,2,R,3,R,4,S,2,6,(,a,),t,=,时的电路,3,2,+,u,C,(),+,i,(),3V,R,2,R,3,R,4,6,(,c,),4,.,5,一阶电路的全响应,第,4,章 动态电路时域分析,(3),求3A,3,2,0.5F,+,u,C,+,3,R,1,i,3V,S,1,R,2,R,3,R,4,S,2,6,(,a,),R,3,2,R,2,R,3,R,4,6,(d),4,.,5,一阶电路的全响应,第,4,章 动态电路时域分析,(4),求,u,C,和,i,。,4,.,5,一阶电路的全响应,第,4,章 动态电路时域分析,已知：电感无初始储能,t,=0,时合,S,1,t,=0.2s,时合,S,2,，求两次换路后的电感电流,i,(,t,),。,0,t,0.2s,解,例,6,i,10V,+,S,1,(,t,=0),S,2,(,t,=0.2s),3,2,-,1H,(,0,t,0.2s,i,10V,+S,1,(,t,=0),S,2,(,t,=0.2s),3,2,-,1H,(,0,t,0.2s),4,.,5,一阶电路的全响应,第,4,章 动态电路时域分析,(0 0,后的,i,L,。,解,全响应：,(1),求,i,L,(0,+,),开关闭合前电路处于稳定，电感看作短路,，,i,L,K,+,24V,0.6H,4,+,u,L,8,(2),求,i,L,(),(4,),求,i,L,(3),求,4,.,2,动态电路的方程,第,4,章 动态电路时域分析,求,k,闭合瞬间流过它的电流值,解,确定,0,值,给出,0,等效电路,例,4,i,L,+,20V,-,L,k,10,+,u,C,10,10,C,i,L,20V,-,10,+,u,C,10,10,1A,10V,+,+,20V,-,10,+,10,10,4,.,5,一阶电路的全响应,第,4,章 动态电路时域分析,例,2,t,=0,时,开关,S,由,1,2,，,求,电感电压和电流,。,解,i,L,S,+,24V,6H,3,4,4,6,+,u,L,2,1,2,(1),求,i,L,(0,+,),。,开关闭合前电路处于稳定，电感看作短路,，,i,L,(0-)=,I,s,=3A,，,根据换路定律，,有,4,.,5,一阶电路的全响应,第,4,章 动态电路时域分析,(2),求,i,L,(),。,i,L,S,+,24V,6H,3,4,4,6,+,u,L,2,1,2,(3),求,。,3,4,6,2,R,(4,),求,i,L,4,.,5,一阶电路的全响应,第,4,章 动态电路时域分析,例,3,已,知：,t,=0,时合开关,，,求换路后的,u,C,(,t,),解,t,u,c,2,(V),0.667,0,1A,2,1,3F,+,-,u,C,