电路和电子技术 李燕民 第2章 电路的暂态分析
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第二章 电路的暂态分析一、 基本要求1. 理解暂态过程的原因及换路定则;2. 了解经典法分析一阶电路的暂态过程;3. 能确定时间常数、初始值和稳态值三个要素,并了解其意义;4. 熟练应用三要素法求一阶电路的公式;5. 了解微分电路和积分电路。
二、 主要内容一般的讲,电路从一个稳态经过一定的时间到另一个稳态的物理过程称为过渡过程,和稳态相对应,电路的过渡过程称为暂态过程。
由于电路的(开、闭、变动)换路,只要引起储能元件(C 、L )上能量的变动,就会引起暂态过程。
本章主要分析RC 和RL 一阶线性电路的暂态过程。
只限于直流暂态电路。
1.几个概念换路:换路是指电路的开、断或变动。
一般设t =0时换路。
旧稳态:换路前电路的稳定状态。
t =0-时,是指换路前(旧稳态)的最后瞬间。
新稳态:换路后电路的稳定状态。
过渡过程开始:t =0+时,是指换路后(过渡过程)的最初瞬间。
2. 换路定则由于暂态过程中储能元件的能量不能突变,故有:)0()0()0()0(+-+-==L L C C i i u u — 称换路定则。
换路定则表示换路瞬间,电容上的电压和电感上的电流不能突变,称不可突变量;而其它各量则不受能量的约束是可突变量,如电容上的电流等。
换路定则只适用于换路瞬间,利用它可以确定暂态过程中电容电压、电感电流的初始值。
3.初始值的确定初始值是指+=0t 时各电压、电流的值。
求初始值步骤如下:1) 在-=0t 的电路中,求出)0(-C u 或)0(-L i 不可突变量;由换路定律得出初始值,)0()0()0()0(-+-+==L L C C i i u u2) 在+=0t 的电路中,求其它可突变量的初始值。
注意: 在+=0t 电路中,把初始值)0(+C u 或)0(+L i 当电源处理。
换路前,如果储能元件没有储能,)0(+C u =0,)0(+L i =0,则在+=0t 的电路中,将电容元件短路,电感元件开路。
第2章 一阶动态电路的暂态分析习题解答2.1 在图2.1(a )中, F 5.0=C ,0)0(=u ,电流波形如图(b )所示。
求电容电压)(t u ,瞬时功率)(t p 及t 时刻的储能)(t w 。
图2.1 习题2.1图解 电流源电流为⎪⎩⎪⎨⎧<<-<<=其他 02s 11A 1s 0 1A)(S t t t i分段计算电容电压)(t us 10<≤t 期间()V 2d 5.01d )(1)0()(00⎰==⎰+=tt t i C u t u λλλs 1=t 时,V 2)1(=us 21≤≤t 期间()V 24)1(22d )1(5.01)1()(1t t u t u t-=⎰--=⨯-+=λ 2=t s 时,0)2(=u s 2>t 时⎰=⨯+=tu t u 20d 05.01)2()(λ ()()⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-≤≤=其他 02s 1 V 241s 0V 2)(t t t t t u瞬时功率为()()⎪⎩⎪⎨⎧<<-<<=⋅=其他 02s 1W 421s 0 W2)()()(t t t t t i t u t p S电容的储能为()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<<-<<==其他 02s 1 J 21s 0 J )(21)(222t t t t t Cu t w2.2 在图2.2(a )中,电感H 3=L ,电流波形如图(b )所示,求电压u 、s 1=t 时电感吸收功率及储存的能量。
图2.2 习题2.2图解 由图2.2(b)可写出电流的函数()⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-≤≤=其他 02s 1A 21s 0 A )(t t t t t i⎪⎩⎪⎨⎧<<-<<==其他 02s 1 V 31s 0 V 3)(t t dt di L t u1s =t 时3W )1()1()1(==i u p J 231321)1(21)1(22L =⨯⨯==Li w 2.3 在图2.3所示电路中,已知()V 4cos 8t t u =,()A 201=i ,()A 102=i ,求0>t 时的()t i 1 和()t i 2。
电工学与电子技术复习大纲知识点:第一章电路分析基础1.1电路元件1. 了解电路的组成,及电路的功能。
2. 电路模型1)了解理想电路元件是具有某种确定的电磁特性的元件。
2)理解理想电路元件的引入是为了简化对实际电路元件的分析。
3)了解实际电路元件不同情况下可等效为一个或多个理想电路元件的组合,如线圈。
不同的实际电路元件如果具有相同的电磁特性可用同一理想电路元件进行分析。
4)理解引入电路模型是为了简化对实际电路的分析。
3. 电路中常用的物理量1)了解电压、电流和电功率的微观表达式。
2)理解参考方向引入的意义。
3)掌握电压与电流参考方向的两种表示方法。
4)掌握电压与电流参考方向相关联与不相关联时对于欧姆定律表达式以及求产生功率和消耗功率的表达式的不同。
4. 电阻、电容和电感元件1)掌握电阻、电容和电感元件的伏安关系的表达式,注意欧姆定律仅仅适用于线性电阻元件。
2)理解电容和电感是有记忆性的元件,并掌握他们储能表达式。
5. 理想电压源与理想电流源1)理想电压源和理想电流源的定义和重要特征。
2)理想电压源的串联可进行代数和,理想电流源的并联可进行代数和。
6. 实际电源的模型及其互换等效1)理解实际电源的模型,即实际电源可等效为理想电压源和电阻的串联也可以等效为理想电流源和电阻的并联。
2)掌握两种模型之间的相互转换。
3)掌握电源的三种状态,及对应的电压与电流的计算。
关于等效:电路等效1).B和C两部分电路等效的条件:具有相同的V AR(伏安关系)。
2). B和C两部分电路等效的对象是外电路,B和C两者并不相等。
等效的应用:1).电阻的串并联。
(注意上课所做的练习)2).理想电压源的串联可进行代数和,理想电流源的并联可进行代数和。
3).任意元件和理想电压源并联可等效为理想电压源,任意元件和理想电流源串联可等效为理想电流源。
4).实际电源可等效为理想电压源和电阻的串联,或者理想电流源和电阻的并联,两种模型可相互转换,注意其转换条件。
《电路与模拟电子技术》课程考试大纲
一、考试内容及要求:
1.直流电路基本概念与基本定律;电路基本分析方法。
2.正弦单相交流电路;三相交流电路。
3.正弦交流电路中的谐振;功率因数的提高。
4.半导体的导电特性、二极管、三极管及其应用。
5.交流放大电路的静态、动态分析。
6.集成运算放大器在信号运算方面的应用;集成运算放大器在电压比较器方面的应用。
二、参考书目
1. 李晓明主编,《电工电子技术》(第二版),高等教育出版社
三、考试形式:闭卷考试
四、试卷结构
第一章电路分析基础占22%,
第二章电路的瞬态分析占11%,
第三章正弦交流电路占24%,
第四章常用半导体器件与基本放大电路21%。
第五章集成运算放大电路18%。
第六章直流稳压电源4%。
客观题占50%,主观题占50%。
四、说明:A、B二套试卷,由教务处任抽一份。