动态电路的分析-动态电路(电工基础课件)

初始值的求取电路的初始条件(1)t=0＋与t=0－的概念认为换路在t=0时刻进行t=0－换路前一瞬间t=0＋换路后一瞬间0－0＋0tf(t)

换路后的最初一瞬间（即t=0+时刻）的电流、

电压值,统称为初始值。独立初始值：uC(0+)=uC(0-)和iL(0+)=iL(0-)，换路前后不突变非独立初始值：iC(0+)，uL(0+),uR(0+),iR(0+)，换路前后发生突变(2)初始值的概念在动态电路的分析中，初始条件是得到确定解答的必需条件。注意求初始值的步骤由换路前电路（一般为稳定状态）求uC(0－)和iL(0－)；由换路定律求得独立初始值：uC(0+)=uC(0-)和iL(0+)=iL(0-)；画t=0+等效电路；由t=0+电路求非独立变量的初始值。uC(0+)≠0时，电容用电压源替代iL(0+)≠0时，电感用电流源替代换路后的电路（取0+时刻值，方向同原假定的电容电压、电感电流方向）思考：uC(0+)=0时电容相当于什么？iL(0+)=0时电感相当于什么？短路开路1234举例(2)由换路定律uC(0+)=uC(0－)=8Vt=0+等效电路

解：(1)由t=0－电路求uC(0－)或iL(0－)+-10V+uC-10k40kuC(0－)=8V(3)由t=0+等效电路求iC(0+)iC(0－-)=0iC(0+)例1：求iC(0+)电容开路电容用电压源替代t=0-等效电路举例例2：t=0时闭合开关k,求uL(0+)iL(0+)=iL(0－)=2A

iL+uL-L10VK1

4

+uL-10V1

4

t=0+电路2A(1)由t=0－电路求

电感用电流源替代

10V1

4

解：电感短路t=0-电路(2)由换路定律(3)由t=0+等效电路求uL(0+)举例例3：已知iL(0)=0，uC(0)=0，试求S闭合瞬间，电路中所标示的各电压、电流的初始值。解：根据换路定律可得可得t=0+时等效电路如下iL(0+)=iL(0–)=0，相当于开路uC(0+)=uC(0–)=0，相当于短路其他非独立初始值为：

本节课程小结初始值（起始值）：电路中u、i在t=0+时的大小。1初始值求解要点：2（2）根据换路后的等效电路，应用换路定律确定其它非独立初始值。（1）根据换路前一瞬间的电路，应用换路定律确定独立初始值iL(0+）和uC(0+）。

换路定律什么是换路开关动作（闭合或断开）致使电路结构或参数发生改变，称为换路。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S5Vt=0＋与t=0－的概念认为换路在t=0时刻进行0－换路前一瞬间0＋换路后一瞬间0－0＋0tf(t)换路定律内容在换路瞬间，电容上的电压、电感中的电流不能突变。注意：换路定律只对uC、iL有约束，电路中其他的电压电流值可以发生跃变。

不能突变的原因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

不能突变的原因

换路应用1.RC换路应用开机前：开机后：

，一段时间后电容电压逐渐升到正常工作电压关机前：关机后：

为工作电压为工作电压，一段时间后电容电压逐渐降到0可以延时通电、延时断电开机延时：冰箱、空调的压缩机启动关机延时：楼梯灯、投影仪的风扇换路应用实际使用中（如直流电机、直流继电器），要加保护措施，用续流二级管为电感提供放电回路，否则线圈两端会产生高压，对设备造成损坏。2.RL换路应用换路后的电流可能会转化为大电压传统的汽车点火系统

R2=50ΩL=100mH

R1=4KΩU=5V加以利用：给予防范：本节课程小结换路定律1换路应用2

动态电路要点一阶动态电路和换路定理1初始值的求取2一阶电路的零输入响应3一阶电路的零状态响应4一阶电路的全响应（三要素分析法）5动态电路含有电容和电感这样的动态元件的电路称动态电路。特点：当动态电路状态发生改变时，需要经历一个变化过程才能达到新的稳定状态。这个变化过程称为电路的过渡过程，又称为暂态。过渡过程i

过渡时间为零0U1.无储能元件——电阻电路电阻是耗能元件，其中电流随电压正比例变化，不存在暂态过程。过渡过程2.有储能元件——RC电路

过渡状态新的稳定状态t1Uuct0暂态过程前一个稳定状态

U过渡过程电容为储能元件，它储存的能量为电场能量，其大小为：

因为能量的存储和释放需要一个过程，所以含电容的电路存在过渡过程。电感也为储能元件，它储存的能量为磁场能量，其大小为：同理则含电感的电路也存在过渡过程产生暂态过程的必要条件电路中含有储能元件（内因）电路内部含有储能元件L、C，电路在换路时能量发生变化，而能量的储存和释放都需要一定的时间来完成。1电路发生换路（外因）2研究过渡过程的意义利如电子技术中常用它来产生各种波形；弊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。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。动态电路的方程

应用KVL和元件的VCA得：+–uCUsRCi

(t=0)K1、RC电路

动态电路的方程2、RL电路

+–uLUsRLi

(t=0)K应用KVL和元件的VCA得：

动态电路的方