电工技术第6章(李中发版)课后习题及详细解答.(DOC)
第6章一阶动态电路分析
6.1图6.3所示的电路在开关S关闭之前已经处于稳定状态。尝试在开关S关闭后立即找到电压uC和电流iC、i1和i2的初始值。该分析首先在
处的等效电路中找到
，因为电路在
处已经处于稳定状态，电路中各处的
的电流和电压是恒定的，并且在等效电路中被替换为电容器中的电流。绘制的电压为
、
和
，因此此时电容C可视为开路。然后，此时，当恒压源
的电压为
时，当电容器两端的电压为
时，电容器c可以使用等效电路，如图6.4(a)所示根据分压公式，得到
(V)
。根据开关定理，电容器两端的电压为
(V)
。在
瞬间，电容C可以被电压为 伏的恒压源代替，由此可以得出
处的电流i2为:(A)
根据欧姆定律，
处的电流i1为
(A)
根据KCL，
处的电流iC相等由于4ω电阻支路已断开，因此，
图6.3图6.1图6.4图6.1图
6年2月，图6.5所示电路在开关闭合前处于稳定状态。尝试在开关s闭合后立即找到电压u1和电流i1、i1、i2的初始值。该分析首先在
处的等效电路中找到
，因为电路在
处已经处于稳定状态，电路中各处的
的电流和电压是恒定的，并且等效电路中
在电感器两端的电压处的解显示
为
、
和
，因此然后，电感器l可以由电流为
的恒流源代替电感电流为 时的等效电路如图6.6(a)所示根据欧姆定律，得到
(A)
。根据开关定理，
处电感中的电流为
(A)
图6.5图6.2图6.6图6.2解决方案使用图
在瞬间，电感可由电流为A的恒流源代替。因此，电感两端电压为
(V)的等效
效应电路根据欧姆定律，得到
。根据分流公式，当获得
时，电流i1和i2为
(A)
6.3，如图6.7所示。在开关s闭合之前，电路处于稳定状态。尝试找出开关s闭合后瞬时电压uC、u1和电流iL、iC、iI的初始值该分析首先在
哈尔滨工业大学
电工学教研室第6 章
电路的暂态分析
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目录6.1 换路定则及初始值的确定6.2 RC电路的响应
6.3 一阶线性电路的三要素法
6.4 微分与积分电路6.5 RL 电路的响应
tECu稳态暂态
旧稳态新稳态过渡过程:
C
电路处于旧稳态KR
E+
_C
u概述
电路处于新稳态R
E+
_Cu“稳态”与“暂态”的概念:
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产生过渡过程的电路及原因?
电阻电路t = 0
E
R+
_IK
电阻是耗能元件，其上电流随电压成比例变化，
不存在过渡过程。无过渡过程I
t
E
tCu
电容为储能元件，它储存的能量为电场能量，
其大小为：电容电路
2
021
WCuidtut
C储能元件
因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有
电容的电路存在过渡过程。EKR
+
_
Cu
C
tLi储能元件电感电路
电感为储能元件，它储存的能量为磁场能量，
其大小为：
2
021
LidtuiWt
L
因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有电
感的电路存在过渡过程。K
R
E+
_t=0
i
LL
结论
有储能元件（L、C）的电路在电路状态发生
变化时（如：电路接入电源、从电源断开、电路
参数改变等）存在过渡过程；
没有储能作用的电阻（R）电路，不存在过渡
过程。
电路中的u、i在过渡过程期间，从“旧稳态”进
入“新稳态”，此时u、i都处于暂时的不稳定状态，
所以过渡过程又称为电路的暂态过程。
研究过渡过程的意义：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。
有利的方面，如电子技术中常用它来产生各种特定
的波形或改善波形；不利的方面，如在暂态过程发
生的瞬间，可能出现过压或过流，致使电气设备损
坏，必须采取防范措施。
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换路定则换路: 电路状态的改变。如：6.1 换路定则及初始值的确定
1 . 电路接通、断开电源
2 . 电路中电源电压的升高或降低
3 . 电路中元件参数的改变
…………..
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换路定则:在换路瞬间，电容上的电压、
电感中的电流不能突变。
t=0 时换路0
0---换路前瞬间
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第六章、电工理论基础
第六章、电工理论基础
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第六章、 第六章、电工理论基础
课 程
建筑设备
授 课 对 象
名 称 授课章节
建筑工程技术、工程造价、工程监 理专业学生
第六章、电工理论基础
授课学时数 基本教材或 主要参考书 教学目的与 要求
2 学时
教材： 中国建筑工业出版社《建筑设备》 贾永康主编 参考书：中国建筑工业出版社《建筑电气》
通过学习，使学生了解直流电路、单向交流电路、三项交流电路
的基本知识。
教学内容与 时间安排
第六章、电工理论基础（2 学时） 第一节、直流电路 第二节、单项交流电路 第三节、三项交流电路
教学重点与
电路基本定律；正弦交流电；三项交流电路
难点 考核方式
闭卷考试+实践
第六章、 第六章、电工理论基础
6.1 直流电路 电路就是电流所经过的路径，电路为一闭合回路。电路由电源、中间环节和负载 组成，如图 12-1（a）所示。 1 电源
电源，即电能的源泉，是推动电路中电流流动的原动力。电源是指电路 中供给电能的设备，如图 12-1（a）中的电池，它的作用是将非电形式的能量转 换为电能。如电池将化学能转换为电能，发电机将机械能转换为电能等。 2 中间环节 中间环节主要包括连接导线和一些控制、保护电器等，它们将电源和负 载连接成一个闭合回路，在电路中起传输、分配电能以及保护等作用。 3 负载 负载是指用电设备，即电路中消耗电能的设备，它的作用是将电能转换 为其他形式的能量。如电灯将电能转换为光能，电炉将电能转换为热能，电动机 将电能转换为机械能等。 图 12-1 电路的组成及电路模型 (a) 电路的组成;（b）
电路模型（电路图） 将实际器件抽象成理想化的模型，用一些规定的图形符号来表示，绘制成电路模 型，即电路图。 如图 12-1（a）所示的实际电路就可以用图 12-1（b）所示的电路模型 表示，其中电池用电动势 E 和内电阻 R0 表示，灯泡用负载电阻 RL 表示，开关用 无接触电阻的理想开关 K 表示。由于金属导线的电阻相对于负载电阻来说很小， 一般可以忽略不计，即认为它是理想导线。 图 12-1 电路的组成及电路模型 (a) 电路的组成;（b） 电路模型（电路图） 1 电流 电路中的带电粒子（电子和离子）受到电源电场力的作用，形成有规则 的定向运动，称为电流。电流的大小是用单位时间内通过导体某一横截面积的电 荷量来度量的，称为电流强度，简称电流。电流的正方向规定为正电荷的移动方
高电压课件第六章（定）
若以波到达1点的时间为计时起点，则线路Z3上的前行波，即节点2电压u2(t)的表达式为：
在无穷长直角波作用下，当n→∞时，线段2充满了电磁能量，已不再起作用。即对节点2电压的最终幅值没有影响，折射系
数与无Z2时相同。线段Z1，Z2，Z3波阻抗的相对数值对u2(t)波形的影响：Z1>Z2，Z3>
Z2时β21，β23都为正值，各次折射波都为正，逐次叠加。若Z2比Z1，Z3小得多，略去中间线段的电感，相当于并联一个
电容，波的陡度降低。Z1比Z1，Z3都大，略去中间线段的对地电容，相当于串联一个电感，波的陡度降低。图6-17不同波阻抗组合下的u2波形Z
10，β21β23为负。这在种条件下，u2(t)的波形是振荡的。U2的
稳态值大于入射波U0。Z1>Z2>Z3时β21>0，β23<0，β21β23为负。u2(t)的波形也
是振荡形的。但此时U2的稳态值应小于入射波U0。第四节波在多导线系统中的传播实际输电线路部是多导线的。这时波
在平行多导线系统中传播，将产生相互耦合作用。设有n根平行导线，其静电方程为静电方程右边乘以，其中
为传播速度，，考虑到，ik为第k根导线中的电流，即为各导线上的电流列向量矩阵形
式为其中[u]=(u1，u2…un)T为各导线上的电位列向量；[q]＝(q1，q2，…，qn)T为各导线单位长度上的电荷列
向量；[A]为电位系数矩阵，式中、分别为第k根导线的自电位系数、第k根导线与第m根导线的互电位系数。导线k的互
波阻抗为则导线k的自波阻抗为图6-18n根平等导线其镜象若线路中同时存在前行波uf、if和反行波ub、ib，则根
据不同的具体边界条件，应用以上各式就可以求解平行多导线系统的波过程。例6-3有一两导线系统，其中1为避雷线，2为对地 绝缘的导线。假定雷击塔顶，避雷线上有电压波u1传播，求避雷线与导线之间绝缘上所承受的电压。解：列方程：边界条件：导线2电
