第7章 动态电路分析 (2)

1、 主讲教师主讲教师 胡淑芳胡淑芳 TEL:n21 CCCC 1111 n21 CCCC n21 LLLL 1111 n21 LLLL 2 2 1 LL LiW , 2 1 2 CC CuW )(0)(0 )(0)(0 LLCC iiuu V100 S UuC V1000 CC uu 0)0()0( S1 C uUu 0/ )0()0( 111 Rui V10)0()0( 2 C uu mA5/ )0()0( 222 Rui mA5)0()0()0( 21 iiiC lt=0-， lt=0+ 1A1A) )(0(0) )(0(0 1 1L L i ii i lt=0-，

2、 lt=0+ 0+时刻等效电路时刻等效电路 1V )(0)(0 L2L iRu 00： )(uL注注 1A1A) )(0(0) )(0(0 L LL L i ii i 4V)(0)(0 CC uu 2A)(0)(0 LL ii A4)0( i 023410)0( L u lt=0-， 2A)(0 L i 4V)(0 C u lt=0+ A2)0(2)0( iiC 0CC )0()0(Uuu 0 CR uu t u RCRiu C RR d d )0(0 d d tu t u RC C C pt C Ktue)( 01RCp RC p 1 KeKetu RC t pt C )( KKu RC t

3、 C e)0( 0 )0()0(Uuu CC )0( 0 C uUK eUtu RC t 0C )( lt=0+ lt0 )0()( RC t CC eutu C u C i R i t O e )()( - 0 RC t CR R U titi e - 0 RC t U RC t C R U t u Cti - 0C e d d )( t 0 1 0 %8.36eUUuC t Utu C e)( 0 %.836 C u 0t uC U0 0.368U0 eUtu t - C0 )( )(tuC 1 2 3 3 0.368U0 2 1 0 C u t 0 C ut5)(3 C u 2 3 4

4、6 5 1 e 2 e 3 e 4 e 5 e 6 e t e t e 0 0 2 0 202 2 1 d)e(d)(CUtR R U tRtiW RC t RR )0()0( CC uu V6 t=0+ k10k) 36 36 8( o R CR0 s05. 0105 1051010 2 63 t u CtiC d d )( C 0)(Ve6)( 20 ttu t C 0)(tmA0.6e 20t 0 LL uRi t i Lu L L d d 0 d d L L i t i R L t L R L Keti )( lt=0+ 0-) (0)(0Iii LL lt0 )0( 0 L iIK

5、t LL iti - )e(0)( eRI t i Lu t R - L L0 d d (t) R L t - eI0 2 3 2 3 0 0 2 0 2 0 2 2 1 d)e(d)(LItRItRtiW t RR )(),( LL tuti 2A)(0)(0 LL ii t=0-， 2A 63 6 224 24 )(0 L i t=0+ 6 6)42( 6)42( 3 0 R s1 6 6 0 R L 0)(A2)0()( teeiti t t LL 0)(V12 d d )( te t i Ltu tL L Uu C )( 稳态值稳态值 初始值初始值 0 )0()0(Uuu CC t C

6、 UUUu e )( 0 RC t CCCC uuuu e)()0()( uC (0 -) = Uo s R U + _ C + _ i 0t uc t ffftf e)()0()()( )(tf - )( f稳态值稳态值- )0( f - 利用求三要素求解暂态过程的方法，称为利用求三要素求解暂态过程的方法，称为三要素法三要素法 )0( f )( f 电工基础教研室 刘炳辉 (1-20) )(tf - )( f稳态值稳态值- )0( f - t ffftf e)()0()()( 利用求三要素求解暂态过程的方法，称为利用求三要素求解暂态过程的方法，称为三要素法三要素法 )0( f )( f 电工

7、基础教研室 刘炳辉 (1-21) (1) 求初始值、稳态值、时间常数；求初始值、稳态值、时间常数； (3) 画出暂态电路电压、电流随时间变化的曲线。画出暂态电路电压、电流随时间变化的曲线。 (2) 将求得的三要素结果代入暂态过程通用表达式；将求得的三要素结果代入暂态过程通用表达式； 电工基础教研室 刘炳辉 (1-22) 电容电容 C 视视 为开路为开路, 电感电感L视为短路，即求解直流电阻性电路视为短路，即求解直流电阻性电路 中的电压和电流。中的电压和电流。 V5 5 55 10 )( C u 66 6 6)( L i mA3 (1) 稳态值稳态值 的计算的计算)( f uC + - t=0

8、C 10V 1 F S例：例： 5k + - L i t =0 3 6 6 6mA S 电工基础教研室 刘炳辉 (1-23) 1) 由由t=0- 电路求电路求)0()0( LC iu、 2) 根据换路定则求出根据换路定则求出 )0()0( )0()0( LL CC ii uu 3) 由由t=0+时时的电路，求所需其它各量的的电路，求所需其它各量的)0( i)0( u或或 电容元件视为短路。电容元件视为短路。; 0 U其值等于其值等于，若若 0)0( C u (1) 若若， 0)0( 0 Uu C 电容元件用恒压源代替，电容元件用恒压源代替， 0 )0 ( 0 IiL 0)0( L i若若 其值

9、等于其值等于I0 , , 电感元件视为开路。电感元件视为开路。 (2) 若若 , 电感元件用恒流源代替电感元件用恒流源代替 ， 注意：注意： )0( f(2) 初始值初始值 的计算的计算 电工基础教研室 刘炳辉 (1-24) CR0 0 R L 注意：注意： 电工基础教研室 刘炳辉 (1-25) R0 3210 )/(RRRR U0 + - C R0CR0 R1 U + - t=0 C R2 R3 S R1 R2 R3 电工基础教研室 刘炳辉 (1-26) V2)0()0( CC uu V667. 01) 1/2()( C u s23 3 2 eq CR 033. 1667. 0)667. 0

10、2(667. 0 5 . 05 . 0 t eeu tt C 例例1已知：已知：t=0 时合开关，求换路后的时合开关，求换路后的uC(t) 解解 t uc 2 (V) 0.667 0 t C euuutu )()0()()( CCC 下 页上 页 1A 2 1 3F + - uC 返 回 电工基础教研室 刘炳辉 (1-27) 例例2 t=0时时 , ,开关闭合，求开关闭合，求t 0后的后的iL、i1、i2 解解三要素为：三要素为： s5/1)5/5/(6 . 0/RL A25/10)0()0( LL ii A65/205/10)( L i 下 页上 页 iL+ 20V 0.5H 5 5 + 1

11、0V i2 i1 t LLLL eiiiti )()0()()( 三要素公式三要素公式 046)62(6)( 55 t eeti tt L V10)5()4(5 . 0)( 55tt L L ee t i Ltu d d A225/ )10()( 5 1 t L euti A245/ )20()( 5 2 t L euti 返 回 解：解： t euuuu CCCC )()0()( c u C i 2 i 电路如图，电路如图，t=0时合上开关时合上开关S，合，合S前电路已处于前电路已处于 稳态。试求电容电压稳态。试求电容电压 和电流和电流 、 。 。 )0( C u V54106109)0(

12、33 C u V54)0()0( CC uu t=0-等效电路等效电路 )0( C u 9mA + - 6k R S 9mA 6k 2 F 3k t=0 C i2 i C u + - C R )( c u 由换路后电路求稳态值由换路后电路求稳态值)( c u V18 10 36 36 109)( 33 C u s 3 63 0 104 10210 36 36 CR )( C u t 电路电路 9mA + - 6k R 3k t=0-等效电路等效电路 )0( C u9mA + - 6k R V54)0( C u V18)( C u s 3 104 Ve3618 e )1854(18 250 3

13、104 t t C u t t u Ci C C 250 e )250(36102 d d 6 Ae018. 0 t250 18V 54V t C u O 3 2 103 )( )( tu ti C mAe126 250t SCC UuRi t u Ci d d C C SC C d d Uu t u RC lt=0- lt=0+ lt0 )()()( CC C tututu / / Ketu RC t C )( / / / Uutu CC S )()( / / KeUtu RC t C S )( eUtu RC t C )( S 1 ( RC t e R U t u Ci SC C d d

14、O 0)(0)(0 CC uu V120)( C u 300 o R s300F10300 6 o CR )e)(1()( CC t utu )A0.4e(1)()( 4 10 3 1 CSR t tiIti A0.4e d d )( 4 10 3 1 C C t t u Cti )Ve120(1 4 10 3 1 t S UuRi LL t i Lu L L d d R U i t i R L S L L d d )()()( LL L tititi / / Keti t L R )( L / / / R U iti S )()( LL / / Ke R U ti t L R S L )(

15、e R U ti t L R )( S L 1 ( t L R eU t i Ltu S L L d d )( lt=0- lt=0+ lt0 R U K S 0)0()0( LL ii 1.5A 24 36 )( L i s0.05 8 0.4 o R L )Ae1.5(1)( 20 L t ti V12e d d )( 20t L L t i Ltu 8 1224 1224 0 R R SCC UuRi t u Ci d d C C SC C d d Uu t u RC lt=0- lt=0+ lt0 )()()( CC C tututu / / Ketu RC t C )( / / /

16、Uutu CC S )()( / / KeUtu RC t C S )( RC t eUUUtu C )( S0S )( RC t e R UU t u Ci 0SC C d d )( S0 RC t RC t eUeUtu C 1 ( t uuu CCC e)()(0)( t C UUUtu S0S e )()( )e)(1()e(0 C C t t uu )e1(e)( S 0 t t C UUtu i K(t=0) US + uR C + uC R uC (0-)=U0 i K(t=0) US + uR C + uC R = uC (0-)=0 + uC (0-)=U0 C + uC i

17、 K(t=0) + uR R 零输入响应零输入响应 )(1e S0C t t eUUu 3V)(0)(0 CC uu mA3 3 36 )(0 i V46 63 6 )( C u mA667. 0 9 6 )( i K2 63 63 0 Rs0.02 0 CR V7e4 e)()(0)()( 50 CCCC t t uuutu mA2.33e0.667 e)()(0)()( 50t t iiiti t uuutu CCCC e)()(0)()( )(0)(0 )(0)(0 LLCC iiuu eUtu t - C0 )( t - L eIti 0 )( eUtu RC t C )( S 1 (

18、 e R U ti t L R )( S L 1 ( RC t UUUtu )e()( S0SC 谢谢 谢谢 ！ 结结 束束 t CCCC iiii e)()0()( 用三要素法求用三要素法求 C i 0)( C i mAe126 250t 3 2 103 )( )( tu ti C mAe18)( 250t tiC mA18 102 5418 )0( 3 C i 54V 18V 2k )0( C i + + - - S 9mA 6k 2 F 3k t=0 C i2 i C u + - C R 3k 6k )0( C i + - 54 V 9mA t=0+等效电路等效电路 例例2： 由由t=0

19、-时电路时电路 解：解： V33 321 6 )0( C u 求初始值求初始值)0( C u V3)0()0( CC uu + - S t=0 C F5 6V 1 2 C u 3 2 1 + - )0( C u t=0-等效电路等效电路 1 2 6V 3 )0( i + - Ve3 5 107 .1t t 6 6 10 3e0 t CCCC uuutu e)()0()()( s 66 0 016105 32 32 CR 求时间常数求时间常数 由右图电路可求得由右图电路可求得 求稳态值求稳态值 C u 0 C u + - S t=0 C F5 6V 1 2 C u 3 2 1 + - C f 5 2 C u3 2 1 + - t u Cti C C d d )( A 3