电工学及答案12chapter

第三章

电路的暂态分析3.2储能元件和换路定则3.3RC电路的响应3.4一阶线性电路暂态分析的三要素法3.6RL电路的响应3.5微分电路与积分电路3.1电阻元件、电感元件与电容元件iuR一、电阻元件—表明电能全部消耗在电阻上，转换为热能。3.1电阻元件、电感元件与电容元件

电阻元件为耗能元件L称为线圈的电感（自感）线圈匝数磁通i二、电感元件电感元件的参数+–uL的单位为亨利H或（mH)eeL—自感电动势ui+–+–ueLiL电感中电流、电压的关系当(直流)时,在直流电路中电感相当于短路uei++––L中的i增大时,磁场能量WL(t)也增大，在此过程中电能转换为磁能。即：L从电源取用能量Li2是磁场能量L中在某个时刻存贮的磁能与当时流过L的电流有关电感储能（磁场能量）三、电容元件C—电容F（法拉）++++----+q-qu电容符号C当(直流)时,在直流电路中电容相当于断路（开路）++++----+q-qui电容储能（电场能量）特征电阻元件电感元件电容元件参数定义电压电流关系能量元件总结

在直流电路中（稳态），电感元件可视为短路，电容元件（稳态）可视为开路。在交流电路中，电感元件上的电压和电容元件中的电流均不为零。电阻元件：消耗电能，转换为热能电感元件：产生磁场，存储磁场能电容元件：产生电场，存储电场能返回如果一个电感元件两端的电压为零，其储能是否也一定为零？如果一个电容元件中的电流为零，其储能是否一定为零？思考题返回UR1R2LCR1UR2U为直流电压时,以上电路等效为注意L、C

在不同电路中的作用前两章电路的工作状态：另一种工作状态:电阻元件电路，一旦接通或断开电源，电路立即处于稳定状态（简称稳态）。＊从一种稳定状态转到另一种新的稳定状态，往往不能跃变，而是需要一定过程（时间）的，这个物理过程称为过渡过程。UC从0E需要一定时间,并不是在瞬间完成，我们称这个过程为过渡过程，或暂态过程。3.2储能元件和换路定则旧稳态新稳态过渡过程:C电路处于旧稳态KRU+_开关K闭合电路处于新稳态RU+_优点：电子式时间继电器的延时就是电容充放电的快慢来决定。产生各种信号。缺点：电路在接通或断开的暂态过程中，会产生电压过高（称为过电压）或电流过大（称为过电流）的现象，从而使电气设备或器件遭受损坏。本章讨论以下两大问题：1）暂态过程中电压和电流随时间而变化的规律；2）影响暂态过程快慢的电路参数（时间常数）＊暂态：过渡过程往往是为时短暂的，所以电路在过渡过程中的工作状态常称为暂态，即过渡过程也称为暂态过程。暂态过程的优缺点：暂态过程产生的原因：是由于物质所具有的能量不能突变所造成的，当条件改变时，能量随着改变，但是能量的积累或衰减是需要一定的时间的，不能跃变。例如：电动机的转速不能跃变，是因为它的动能不能突变。水温不能跃变，是因为它的热能不能突变。换路:

电路状态的改变3.电路中元件参数的改变1.电路接通、断开电源2.电源电压的升高或降低电路的接通、切断、短路、电压改变或电路参数的改变称电路发生了换路。CKRU+_K从1打到2称为换路,认为瞬间完成K在1时，称换路前的终了瞬间记作t=0-K在2时，称换路后的初始瞬间记作t=0+0-和0+在数值上都等于0120-=0+=0一、换路定则对于电容元件当电路发生换路时，电容中储有的电场能量不能发生突变WC不能突变uC不能突变电容C存储的电场能量同样，电感元件中磁场能量不能突变则在换路的一瞬间，电感上流动的电流iL也不会突变。WL不能突变iL不能突变电感L储存的磁场能量二、初值的确定求解要点：换路定则1.2.

根据换路后的等效电路，由电路的基本定律，确定其它电量的初始值电路中u、i

在t=0+

时的大小初始值（起始值）——1）由t=0-的电路求出uC(0-)和iL(0-)在t=0之前电路已达稳态，则电感L相当于短路，电容C相当于开路。2）由换路定则求出uC(0+)和iL(0+)画出0-电路0-电阻电路具体步骤：

+-CL3）根据0+时电路的uC(0+)和iL(0+)的值，求出0+时各部分的电压和电流。可得：t=0+电阻电路在换路后，t时，电路的过渡过程已结束，电路达到新的稳态，在新的稳态下:电容C仍相当于开路，但一般不为0同样，电感相当于短路，但一般不为0三、值（终了值）求解

画出电路

电阻电路

KRU+_Ct=0在t=0+时，电容相当于短路在t=时，电容相当于断路例1U00求：uC,uR,iC的起始值，终了值KR1U+_Ct=0R2U=12VR1=2kR2=4kC=1F在t=0+时，电容相当于一个恒压源例2解求：uC,iC的起始值，终了值

t<0电路已达稳态，t=0时,开关K合上，求：例3解试确定在K闭合后，uL、uc、uR、

iR、iL、

iC和ik的初始值，设K闭合前电路处于稳态。例4kL解L1）t=0-L2）t=0+k推广：换路定则也可以适用于任何瞬间，只要电路发生换路的情况都是适用的。kLR2R112比如：在t=t1时，开关k由12电压表内阻设开关K在t=0时打开求:K打开