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文档简介

电工基础项目四：

电路的暂态分析RL串联电路的零状态响应02030401归纳总结知识深化知识准备明确任务一、明确任务

动态电路由储能元件组成如果动态元件在换路前没有储能，那么换路后瞬间电容两端的电压为零，电感上的电流为零，我们称电路的这种状态为零初始状态。一个零初始状态的电路，如果在换路后受到（直流）激励作用而产生的电流、电压，则称为电路的零状态（充电）响应。本知识点是要结合例题，对RL电路的零状态响应进行定量分析，并分析时间常数对响应的影响。二、知识准备

在图4-16所示电路，电感的电流为零，电路处于稳态，在

时开关S闭合。我们现在就来分析换路后瞬间起到电路进入新的稳定状态这段时间内电感、电阻两端的电压uL和uR及电感上电流

的变化。图4-16RL电路零状态响应1.过程分析

在换路瞬间，因为电感上电流不能突变，电路中的电流保持零不变，即此时电阻上电压uR为零，电源电压全部加在电感两端，所以电感L两端的电压uL从零突变为

。随着时间的推移，电路中的电流

也逐渐加大，

也随着逐渐加大，但同时电感电压

却逐渐降低，直到电路进入一个新的稳态，即二、知识准备（一）RL串联电路的零状态响应二、知识准备（一）RL串联电路的零状态响应由图4-16所示电路，我们可以得到换路后电路的KVL方程又因为并结合初始条件有换路后的电流

由两部分组成，第一项

是电路进入稳态时的电流值，是一个稳态值，我们称之为“稳态分量”；第二项随时间按指数函数的规律衰减，最后为零，称之为“暂态分量”。2.定量分析二、知识准备

换路后电感两端的电压

从

开始随时间按指数函数的规律衰减，最后为零；电阻两端电压

从零开始上升，最终达到稳态值

；其暂态分量（

）也随时间按同一指数规律衰减至零。图4-17给出了换路后电路中各元件两端电压和电路中电流随时间变化的曲线。图4-17RL电路零状态响应曲线

电路各电量的衰减速度取决于时间常数,其意义同前。一般电路换路后在经过

的时间后，过渡过程就可当作结束，电路进入了另一个稳定状态。

图4-16中发生零状态响应的RL电路中只有一个电阻，当电路中有多个电阻时，时间常数

中的

要理解为将电感

移去后，从所形成的二端口处看进去的等效电阻。二、知识准备

三、知识深化例5在图4-16所示电路中，已知US=20V，R=20Ω，L=5H，电感原先无电流，电路处于稳态。试求开关S闭合后

时，电路中电流和电感两端电压。解:

以开关S闭合时刻为计时起点，则有当

秒时，电路中电流和电感两端电压分别为1．如果动态元件在换路前没有储能，那么换路后瞬间电容两端的电压为零，电感上的电流为零，我们称电路的这种状态为零初始状态。一个零初始状态的电路，如果在换路后受到（直流）激励作用而产生的电流、电压，则称为电路的零状态（充电）响应。2.在RL零状态响应电路中，换路后电感两端的电压随时间按指数函数的规律衰减，最后为零；电阻两端电压从零开始上升，最终达到稳态值；其暂态分量也随时间按同一指数规律衰减至零。3．RL电路各

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