第五章电路的暂态分析

第五章电路的暂态分析

第一节学习指导

一、学习目的和要求

1．稳态和暂态的概念

2．换路定理与电压和电流初始值的确定。

3．一阶线性RC、RL电路零输入响应。

4．一阶线性RC、RL电路零状态响应。

5．一阶线性RC、RL电路全响应及三要素法求解。

6．微分电路与积分电路

二、内容简介

1．稳态和暂态的概念

稳态是指电路中的电压和电流在给定的条件下已达到某一稳态值（对交流来讲是其幅值达到稳定）我们把直流电路、电压(电流)和呈周期性变化的交流电路称为稳态电路。

暂态是指电路在过渡过程(过渡过程的外部条件是换路即开关接通、断开，电路的参数变化，电源电压变化等。电路产生过渡过程的根本原因系统中的能量不能发生跃变。电路中的电场能和磁场能不能发生跃变是)

中的工作状态即

指两种稳定状态的中间转换过程。

2．换路定理与电压和电流初始值的确定。(如表5-1所示)

表5-1 换路定理与电压和电流初始值的确定

3．一阶线性RC、RL电路零输入响应、零状态响应、

全响应及三要素法求解。（如表5-2所示）

表5-2 一阶线性RC、RL电路零输入响应、零状态响应、全响应及三要素法

RC

C =τ

t

C

C C e

u u τ1

)0(-

+=

t

L

L L e

i i τ1

)0(+=

变量 随时间的变化曲线

u C

u C U -U -U /R

u R

i C

t

0.368U τ

C

τ愈小，过渡过程

（放电）进行的就愈快

L τ愈小，过渡过程（放

磁）进行的就愈快

变量随时

间的变化曲线

C

τ愈小，过渡过程（充

电）进行的就愈快

L

τ愈小，过渡过程

（充磁磁）进行的

就愈快

4．用“三要素法”求解一阶暂态电路的简要步骤如下：

（1）稳态值)(∞f ：取换路后的电路，将其中的电感元件视作短路，电容视作开路，获得直流电阻性电路，求出各支路电流和各元件端电压，即为它们的稳态值

)(∞f 。

（2）初始值)0(+f ：

① 若换路前电路处于稳态，可用求稳态值的方法求出电感中的电流)0(-L i 或电容两端的电压)0(-C u ,其他元件的电压、电流可不必求解。由换路定则有

),0()0(),0()0(-+-+==L C L L u u i i 即为它们的初始值。