理學(xué)第講動(dòng)態(tài)電路的概念PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1理學(xué)第講動(dòng)態(tài)電路的概念理學(xué)第講動(dòng)態(tài)電路的概念一. 動(dòng)態(tài)電路及方程 電路含有儲能元件(電容或電感)時(shí)電路的方程為微分方程.-動(dòng)態(tài)方程含有電容或電感元件的電路, 稱為動(dòng)態(tài)電路.二. 一階電路能用一階微分方程描述的電路稱為一階電路.按儲能元件的性質(zhì),一階電路可分為:RC電路R L電路第1頁/共20頁三.換路和過渡過程當(dāng)電路的結(jié)構(gòu)或元件的參數(shù)發(fā)生變化時(shí), 稱為換路.發(fā)生換路時(shí), 電路將從一個(gè)穩(wěn)態(tài)過渡到換路后的另一個(gè)穩(wěn)態(tài),其間的變化過程稱為過渡過程又稱暫態(tài)過程.abRC+-ucusS約 定:t=0:表示換路的瞬間t=0+:表示換路后的 最初瞬間t=0-:表示換路前的 最終瞬間第2頁/共20頁新穩(wěn)

2、態(tài)t=0時(shí)，開關(guān)K閉合舉例說明：新穩(wěn)態(tài) i = 0, uC= URU+_Cui舊穩(wěn)態(tài)i = 0 , uC = 0KRU+_Cui舊穩(wěn)態(tài) 新穩(wěn)態(tài) 過渡過程 :電路由一個(gè)穩(wěn)態(tài)過渡到另一個(gè)穩(wěn)態(tài)需要經(jīng)歷的過程UtCu過渡過程舊穩(wěn)態(tài)t=0第3頁/共20頁 L儲能：221LLLiW 不能突變Cu不不能能突突變變Li C 儲能：221CCCuW 由于物體所具有的能量不能躍變?nèi)鬰u發(fā)生突變， dtduiCC不可能！一般電路則內(nèi)因：電路中有儲能元件電容 C 或電感 L外因：換路電路在換路后出現(xiàn)過渡過程的原因：第4頁/共20頁 第5頁/共20頁電路如圖(a)所示，開關(guān)連接在1端為時(shí)已經(jīng)很久，uC(0-)=U0。t

3、=0時(shí)開關(guān)倒向2端。t 0 時(shí)的電路如圖 (b)所示。 以電容電壓uC(t)為變量，列出圖(b)所示電路的微分方程)t (UutuRC0ddSCC 由KVL可得Ri+uc=US第6頁/共20頁)()()(tututuCCC 即即sCCUutdudRC 滿足微分方程關(guān)系滿足微分方程關(guān)系特解特解Cu滿足滿足Cu 0 CCutdudRCpteAtuC )(其解：其解：第7頁/共20頁 teAtutututuCCCC)()()()()()( 00CCuuA即即 t tCtC0cu0cuuu)()()()(故故由特征方程 RCp +1=0得 p = 1/RC= 1/第8頁/共20頁)(tf-)(tf 特

4、解-)0( f- tttfftftf e)()0()()(0)(tf 第9頁/共20頁 tffftf e)()0()()()()( ftf 利用求三要素的方法求解暫態(tài)過程，稱為三要素法)0( f)( f)( f穩(wěn)態(tài)解-)0( f-第10頁/共20頁（1） 線性電容 ttccdiCtutu0)(1)()(0 0,00tt令令 00)(1)0()0( diCuucc由于i(t)為有限值, 則)0()0( ccuu-電容上的電壓不會發(fā)生突變1. 換路定則dtduCic 第11頁/共20頁（2） 線性電感 ttLLduLtiti0)(1)()(0 0,00tt令令 00)(1)0()0( duLiiL

5、L由于u(t)為有限值, 則)0()0( LLii-電感里的電流不會發(fā)生突變)0()0( CCuu)0()0( LLii換路定則故有：dtdiLuL 第12頁/共20頁即換路后電路中，將電容C用數(shù)值為uc(0+)的電壓源代替將電感L用數(shù)值為iL(0+)的電流源代替.2） 應(yīng)用KVL,KCL和VCR, 求其他元件在t=0+時(shí)的值.第13頁/共20頁例：開關(guān)K 打開前電路處穩(wěn)態(tài)，給定R1=1，R2=2，R3=3，L=4H，C=5F，US=6V，t=0 開關(guān)K 打開，求iC ，iL，i，uC ，uL，在0+時(shí)的值。 Us + uL i R1 R2 R3 C L iC iL + uC 圖(a) ARR

6、RUisL4/)()0(321VURRRusC4)0(212 Us + uC(0) R1 R2 R3 iL(0) i2(0) 圖(b) 第14頁/共20頁AiL4)0(VuC4)0( Us + uL(0+) R1 uC(0+) R3 iL(0+) i(0+) iC(0+) 圖(c) i(0+)= iC (0+)+iL(0+)=6AuL (0+)=US R3iL(0+)= 6VARuUiCsC2)0()0(1第15頁/共20頁電量A/LiA/CiV/CuV/Lu 0t 0t44402046 LCiu 、LCui 、 Us + uL i R1 R2 R3 C L iC iL + uC 圖(a) 第16頁/共20頁例2：下圖所示電路中，已知：R1=3， R2=6 ，R3=3， C1= 5 F， C2= 10 F ，U=20V,S閉合時(shí)電路已處于穩(wěn)態(tài)。試求：C1、 C2 上電壓的初始值。C2R2R1+-UC1R320VSt=0第17頁/共20頁C2R2R1+-UC1R320VSt=0解： （1）求初始值，畫出 t=0的電路uC1(0-) = R1+R2+R3R3 UuC2 (0-) = R1+R2+R3R2 U = = 5V3+6+3320= = 10V3+6+3620uC1(0