1、下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出1下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出2下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出3 穩(wěn)定狀態(tài)：穩(wěn)定狀態(tài)： 在指定條件下電路中電壓、電流已達(dá)到在指定條件下電路中電壓、電流已達(dá)到穩(wěn)定值穩(wěn)定值。 下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出4描述消耗電能的性質(zhì)描述消耗電能的性質(zhì)iRu 根據(jù)歐姆定律根據(jù)歐姆定律:即電阻元件上的電壓與通過的電流成線性關(guān)系即電阻元件上的電壓與通過的電流成線性關(guān)系SlR 金屬導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的尺寸及導(dǎo)體材料的金屬導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的尺寸及導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能有關(guān)導(dǎo)電性能有關(guān)，表達(dá)式為：表達(dá)式

2、為：0dd00 tRituiWt2t電阻的能量電阻的能量Riu+_下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出5 iNiL電感電感:( H)電流通過電流通過N匝匝線圈產(chǎn)生線圈產(chǎn)生(磁鏈磁鏈)N 電流通過電流通過一匝一匝線圈產(chǎn)生線圈產(chǎn)生(磁通磁通)ui +-tiLteLdddd 下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出6221LiW tiLeuLdd 根據(jù)基爾霍夫定律可得：根據(jù)基爾霍夫定律可得：將上式兩邊同乘上將上式兩邊同乘上 i ，并積分，則得：，并積分，則得：20021ddLiiLituiti即電感將電能轉(zhuǎn)換為磁場能儲存在線圈中，當(dāng)電即電感將電能轉(zhuǎn)換為磁場能儲存在線圈中，

3、當(dāng)電流增大時，磁場能增大，電感元件從電源取用電流增大時，磁場能增大，電感元件從電源取用電能；當(dāng)電流減小時，磁場能減小，電感元件向電能；當(dāng)電流減小時，磁場能減小，電感元件向電源放還能量。源放還能量。下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出7電容：電容：uqC )(FuiC+_tuCidd 當(dāng)電壓當(dāng)電壓u變化時，在電路中產(chǎn)生電流變化時，在電路中產(chǎn)生電流:電容元件儲能電容元件儲能將上式兩邊同乘上將上式兩邊同乘上 u，并積分，則得：，并積分，則得：20021ddCuuCutuitu下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出8221CuW 下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一

4、頁退出退出9電流電流 i 隨電壓隨電壓 u 比例變化。比例變化。合合S后：后： 所以電阻電路不存在所以電阻電路不存在過程過程 (R耗能元件耗能元件)。圖圖(a)： 合合S前：前：00321 RRRuuuiIO(a)S+-R3R22+-R1i下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出10 Cu,0 Ci0 CuU暫態(tài)暫態(tài)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)otCuC(b)+SR下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出11 L儲能：儲能：221LLLiW 不能突變不能突變Cu不不能能突突變變Li C 儲能：儲能：221CCCuW 能量的積累或釋放不能躍變能量的積累或釋放不能躍變?nèi)羧鬰u發(fā)生突變，發(fā)生突變

5、，dtduCiCC不可能！不可能！一般電路一般電路則則下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出12 換路換路: : 下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出13)0()0( CCuu注：換路定則僅用于換路瞬間來確定暫態(tài)過程中注：換路定則僅用于換路瞬間來確定暫態(tài)過程中 uC、 iL初始值。初始值。 設(shè)：設(shè)：t=0 表示換路瞬間表示換路瞬間 (定為計時起點定為計時起點) t=0- 表示換路前的終了瞬間表示換路前的終了瞬間 t=0+表示換路后的初始瞬間（初始值）表示換路后的初始瞬間（初始值）)0()0( LL 下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出14下一頁下一

6、頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出15)0(),0( LCiu0000)(,)(LCiu0)0()0( CCuu0)0()0( LL U +-下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出1600)(Cu, 00)(L , 11)0()0(RUC)0)0( C 0)0(2 uUuuL )0()0(1) 0)0( LuiC 、uL 產(chǎn)生突變產(chǎn)生突變(2) 由由t=0+電路，求其余各電流、電壓的初始值電路，求其余各電流、電壓的初始值U +-iL(0+ )U iC (0+ )uC (0+)uL(0+)_u2(0+)u1(0+)i1(0+ )R1+_+-t = 0+等效電路等效電路下一頁

7、下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出17解：解： (1) 由由t = 0-電路求電路求 uC(0)、iL (0) 換路前電路已處于穩(wěn)態(tài)：換路前電路已處于穩(wěn)態(tài)：電容元件視為開路；電容元件視為開路； 電感元件視為短路。電感元件視為短路。由由t = 0-電路可求得：電路可求得：A144442444)0(3131311 URRRRRURRRiL+_+_+_+_t = 0 -等效電路等效電路下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出18V414)0()0(3 LCiRu解：解：A1)0()1( Li由換路定則：由換路定則：V4)0()0( CCuuA1)0()0( LLii+_+_+

8、_+_t = 0 -等效電路等效電路下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出19解：解：(2) 由由t = 0+電路求電路求 iC(0+)、uL (0+)由圖可列出由圖可列出)0()0()0(2 CCuiRiRU)0()0()0( LCiii帶入數(shù)據(jù)帶入數(shù)據(jù)4)0(4)0(28 Cii1)0()0( Ciit = 0+時等效電路時等效電路4V1A+_+_+_+_下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出20解：解：解之得解之得 A31)0( Ci并可求出并可求出)0()0()0()0(32 LCCLiRuiRuV311144314 +_+_t = 0+時等效電路時等效電路

9、4V1A+_+_下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出21電量電量A/LiA/CiV/CuV/Lu 0t 0t41103104311LCiu 、LCui 、+_+_下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出22P85 3.2.3 P103 ex3.2.5下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出23下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出24uC 全響應(yīng)全響應(yīng): 電源激勵、儲能元電源激勵、儲能元件的初始能量均不為零時，電件的初始能量均不為零時，電路中的響應(yīng)。路中的響應(yīng)。uC (0 -) = U0sRU+_C+_i0tuCUuuCRUutuRCCCd

10、dCCCuutu )(即即一階線性常系數(shù)一階線性常系數(shù)非齊次微分方程非齊次微分方程RuR tuCCCdd 下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出250dd CCutuRC01 pRC特征方程特征方程齊次微分方程的通解：齊次微分方程的通解：Cu pteAuC 通解：RCP1 RCtpteAeAuC ）（令令RC 下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出26求特解求特解 ：CuUutuRCCC ddKtKRCUKuCdd, 代入方程設(shè)：UuUKC即：即：解得：解得： tAUuuuCCC e）（令令RC 下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出27)0( )e(

11、 0tUUUuRCtCoCUu)0(根據(jù)換路定則在根據(jù)換路定則在 t=0+時，時，UUAo則uC (0 -) = U0sRU+_C+_i0tuC tAUuuuCCC e）（令令RC 下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出28) 0()e1(e 0 tUUuRCtRCtC) 0( )e( 0 tUUURCt穩(wěn)態(tài)分量穩(wěn)態(tài)分量零輸入響應(yīng)零輸入響應(yīng)零狀態(tài)響應(yīng)零狀態(tài)響應(yīng)暫態(tài)分量暫態(tài)分量全響應(yīng)全響應(yīng)穩(wěn)態(tài)值穩(wěn)態(tài)值初始值初始值下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出29UuC )(穩(wěn)態(tài)解穩(wěn)態(tài)解初始值初始值0)0()0(UuuCC tCUUUu e )(0RCtCCCCuuuu e)(

12、)0()(uC (0 -) = U0SRU+_C+_i0 tuC+_uR下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出30)(tf-)( f穩(wěn)態(tài)值穩(wěn)態(tài)值-)0( f - tffftf e)()0()()( 利用求三要素的方法求解暫態(tài)過程，稱為利用求三要素的方法求解暫態(tài)過程，稱為三要素法三要素法 )0( f)( f下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出31(2) 物理意義物理意義RC 令令:(1) 量綱量綱sVAs UUuC008 .36e1 t當(dāng)當(dāng) 時時RCtUtuC e)(008 .36 時間常數(shù)時間常數(shù)等于電壓等于電壓Cu衰減到初始值衰減到初始值U0 的的所需的時間。所

13、需的時間。零輸入響應(yīng)零輸入響應(yīng)下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出320.368U23Cu 1URC tRCtUUuC ee321 tOuc零輸入響零輸入響應(yīng)應(yīng)下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出33當(dāng)當(dāng)0Cu t0Cu )53( t Cu0.368U 0.135U 0.050U 0.018U 0.007U 0.002U 2 3 4 6 51e 2e 3e 4e 5e 6e t e t e tRCtUUuC ee下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出34U0.632U1 2 3 321 Cu0Cu 2 6 4 5 3tCuO零狀態(tài)響應(yīng)零狀態(tài)響應(yīng))0

14、()() e1e1( ttRCtUUuC 下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出35)0( ft)(tfO)( f)0( f0)0()a( f0)0()b( f0)()c ( ft)(tfOt)(tfO)( f0)()d( ft)(tfO)0( f)( f下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出36)(f)0 (f)0()0()( 6320 fff. tffftf e)()0()()(下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出37電容電容 C 視視為開路為開路, 電感電感L視為短路，即視為短路，即求解直流電阻性電路求解直流電阻性電路中的電壓和電流。中的電壓和

15、電流。V555510)( Cu6666)( LimA3 (1) 穩(wěn)態(tài)值穩(wěn)態(tài)值 的計算的計算)( f例：例：uC+-t=0C10V 1 FS5k +-Lit =03 6 6 6mAS下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出38 1) 由由t=0- 電路求電路求)0()0( LCiu、2) 根據(jù)換路定則求出根據(jù)換路定則求出)0()0()0()0( LLCCiiuu3) 由由t=0+時時的電路，求所需其它各量的的電路，求所需其它各量的)0( i)0( u或或電容元件視為短路。電容元件視為短路。;0U其值等于其值等于，若若 0)0( Cu(1) 若若， 0)0(0 UuC電容元件用恒壓源代

16、替，電容元件用恒壓源代替， 0 )0 (0 IiL0)0( Li若若其值等于其值等于I0 , , 電感元件視為開路。電感元件視為開路。(2) 若若 , 電感元件用恒流源代替電感元件用恒流源代替 ， 注意：注意：)0( f(2) 初始值初始值 的計算的計算 下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出39CR0 0RL 注意：注意： 若不畫若不畫 t =(0+) 的等效電路，則在所列的等效電路，則在所列 t =0+時時的方程中應(yīng)有的方程中應(yīng)有 uC = uC( 0+)、iL = iL ( 0+)。下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出40R03210)/(RRRR U0+-

17、CR0CR0 R1R2R3R1U+-t=0CR2R3S下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出41解：解： teuuuuCCCC )()0()(cuCi2i電路如圖，電路如圖，t=0時合上開關(guān)時合上開關(guān)S，合，合S前電路已處于前電路已處于穩(wěn)態(tài)。試求電容電壓穩(wěn)態(tài)。試求電容電壓 和電流和電流 、 。)0( CuV54106109)0(33 CuV54)0()0( CCuut=0-等效電路等效電路)0( Cu9mA+-6k RS9mA6k 2 F3k t=0Ci2iCu+-C R下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出42)( cu由換路后電路求穩(wěn)態(tài)值由換路后電路求穩(wěn)態(tài)值)(

18、 cu(33 Cus3630104102103636 CR )( Cut電路電路9mA+-6k R3k S9mA6k 2 F3k t=0Ci2iCu+-C R下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出43V54)0( CuV18)( Cus3104 Ve3618e )1854(182503104ttCu ttuCiCC250e )250(36102dd6 Ae018. 0t250 18V54VtCuOS9mA6k 2 F3k t=0Ci2iCu+-C R下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出44 tCCCCiiii e)()0()(用三要素法求

19、用三要素法求Ci0)( CimAe126250t 32103)()( tutiCmAe18)(250ttiC mA181025418)0(3 Ci54V18V2k )0( Ci+-S9mA6k 2 F3k t=0Ci2iCu+-C R3k 6k )0( Ci+-54 V9mAt=0+等效電路等效電路下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出45例例2：由由t=0-時電路時電路解：解：V333216)0( Cu求初始值求初始值)0( CuV3)0()0( CCuu)0( Cut=0-等效電路等效電路1 2 6V3 )0( i+-+-St=0C F56V1 2 Cu3 2 1 +-下一頁

20、下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出46Ve35107 . 1t t66103e0 tCCCCUuuutu e)()0()()(s6600161053232 CR 求時間常數(shù)求時間常數(shù)由右圖電路可求得由右圖電路可求得求穩(wěn)態(tài)值求穩(wěn)態(tài)值 Cu 0CuC f 52 Cu3 2 1+-+-St=0C F56V1 2 Cu3 2 1 +-下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出47tuCtiCCdd)( Ae3)(5107 . 12tCuti Ciiti 21)(tt5107 . 15107 . 1e5 . 2e A5107.1e5.1t ( 、 關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián))CCiuAe5 . 25

21、107 . 1t +-St=0C F56V1 2 Cu3 2 1 +-下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出48下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出49Li tLLLLiiii e)()0()()0( LiRUiiLL )0()0(0)( Li 2) 確定穩(wěn)態(tài)值確定穩(wěn)態(tài)值)( Li RL tLRtLRLRURUi ee )0(0RuLuU+-SRL21t=0Li+-+-下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出50tLRUtiLuL eddtLRURiuL eRLiOtRuOutLutLRRUiL eRU-UURU%8.36RuLuU+-SRL21t=0

22、Li+-+-下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出51 tiLeuLLddRUiL )0(0)0( LiRUiiLL )0()0(表表表表表表RRURiVL )0()0(RuLuU+-SRL21t=0Li+-+-RuLuU+-SRL21t=0Li+-+-V下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出52R VDRuLuUSRL21t=0Li+-+-R RuLuUSRL21t=0Li+-+-下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出53 圖示電路中圖示電路中, RL是發(fā)電機的勵磁繞組，其電感是發(fā)電機的勵磁繞組，其電感較大。較大。Rf是調(diào)節(jié)勵磁電流用的。當(dāng)將電源開關(guān)

23、斷開時，是調(diào)節(jié)勵磁電流用的。當(dāng)將電源開關(guān)斷開時，為了不至由于勵磁線圈所儲的磁能消失過快而燒壞為了不至由于勵磁線圈所儲的磁能消失過快而燒壞開關(guān)觸頭，往往用一個泄放電阻開關(guān)觸頭，往往用一個泄放電阻R 與線圈聯(lián)接。開與線圈聯(lián)接。開關(guān)接通關(guān)接通R 同時將電源斷開。經(jīng)過一段時間后，再將同時將電源斷開。經(jīng)過一段時間后，再將開關(guān)扳到開關(guān)扳到 3的位置，此時電路完全斷開。的位置，此時電路完全斷開。 (1) R =1000 , 試求開關(guān)試求開關(guān)S由由1合合向向2瞬間線圈兩端的電壓瞬間線圈兩端的電壓uRL。已已知知 30,80 H,10 ,V220fRRLU電路穩(wěn)態(tài)時電路穩(wěn)態(tài)時S由由1合向合向2。 (2) 在在(

24、1)中中, 若使若使U不超過不超過220V, 則泄放電阻則泄放電阻R 應(yīng)選多大？應(yīng)選多大？ULRF+_RR 1S23i下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出54A23080220F RRUIV20602)100030()()0(F IRRuRL (3) 根據(jù)根據(jù)(2)中所選用的電阻中所選用的電阻R , 試求開關(guān)接通試求開關(guān)接通R 后經(jīng)后經(jīng)過多長時間，線圈才能將所儲的磁能放出過多長時間，線圈才能將所儲的磁能放出95%？ 2202)30( R即即 80R下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出552221)95. 01(21LILi 222102105. 01021 iA

25、446. 0 i求所經(jīng)過的求所經(jīng)過的時間時間ttLRRRIei19e2F t19e2446. 0 s078. 0 t下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出56 tLLLLiiii e)()0()(Li)e1 ()0(tLRtLRRUeRURUiL RUiL )(0)0()0( LLiiRL )0)0(LiLuU+-SRLt=0LiRu+-+-下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出57tLRtLUUtiLueedd)e1(tLRLRURiu RuLiLuRuOutLuULiOtRU)e1(tLRLRUi 下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出58)0)0

26、 (0( LiULi tLLLLiiii e)()0()(A2 . 16412)0()0(21 RRUiiLL+-R2R14 6 U12V)0( LiLit=012V+-R1LS)(ti1HU6 R23 4 R3)(tu+-下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出59A2 32321)(RRRRRUiL s61 32321RRRRRL 0RL ttLi66e8 . 02e ) 22 . 1 (2 )0( t)( Li)( u12V+-R1LSU6 R23 4 R3+-R1L6 R23 4 R31H下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出60)e8 . 02(36366tu )0(Ve6 . 146 ttu tuuuu e)()0()(32 . 1366)0(Ru V4 . 232 . 132 )(tu33223RiRRRiRuL )0( u+-R11.2AU6 R23 4 R3t=0+等效電路等效電路+-下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出61sRL610 V43296 3322)()(RiRRRuL )0( ttu6e) 44 . 2(4 Ve6 . 146t