電工學I(電路與電子技術)第三章一階電路的瞬態(tài)分析山東大學期末考試知識點復習

第三章一階電路的瞬態(tài)分析3．1．1換路定則在換路瞬間(t=0)，根據(jù)能量不能躍變的原理，則有電感電流不能躍變和電容電壓不能躍變。即t=0－表示換路前終了瞬間；t=0＋表示換路后初始瞬間。換路定則主要用來確定換路瞬間，即t=0＋時刻電感電流和電容電壓的初始值，然后再根據(jù)基本定律確定t=0＋時刻其他各個電量的初值。3．1．2儲能公式電感儲存的磁場能量與電流有關；電容儲存的電場能量與電壓有關。且注意：電感電壓可以躍變；電容電流可以躍變；電阻只耗能不儲能，故不產生瞬態(tài)過程，其中的電壓和電流均可發(fā)生躍變。3．1．3“三要素法”公式即f(t)=穩(wěn)態(tài)分量+瞬態(tài)分量，其中f(t)表示一階線性電路瞬態(tài)過程中的任意變量(電流或電壓)；f(∞)表示換路后電路已達到穩(wěn)定狀態(tài)時電流或電壓的穩(wěn)態(tài)值；f(0+)表示瞬態(tài)變量的初始值；時間常數(shù)τ是表征瞬態(tài)過程進行快慢的參數(shù)，它的大小反映了電路中能量儲存或釋放的速度，τ愈大，則瞬態(tài)過程時間愈長。對于RC電路：τ=RC。對于RL電路：τ=L／R。注意：這里的R、L和C都是等效值，其中的R是取換路后的電路，從儲能元件兩端看進去的一個等值電阻?！叭胤ā敝贿m用于求解直流電源激勵的一階線性電路的瞬態(tài)響應。3．1．4RC串聯(lián)電路的矩形波脈沖響應特點對于RC串聯(lián)電路，當輸入信號為連續(xù)的矩形波脈沖周期信號時，在不同的電路時間常(τ=RC)下，從電阻或電容兩端會獲得不同的輸出電壓波形，從而使輸出信號與輸入信號之間可形成近似的一種微分關系或積分關系。3．2．1本章重點(1)換路瞬間(t=0+)各電量初始值的確定。換路定則僅適用于換路瞬間，可根據(jù)它來確定t=0+時電路電壓和電流之值。即瞬態(tài)過程的初始值，其方法如下。①由t=0-時的等效電路求出uC(0-)和iL(0-)。如果換路前電路處于穩(wěn)態(tài)，則電感視為短路，電容視為開路。②在t=0+的電路中，用換路定則確定的uC(0+)和iL(0+)出t=0+的等效電路。③用電壓源U0=uC(0+)代替電容，用電流源I0=iL(0+)代替電感。作出t=0+時刻的等效電路，應用求解直流電路的方法，計算電路中其他各量在t=0+時的初始值。(2)瞬態(tài)過程結束后(t=∞)，各電量穩(wěn)態(tài)值的求取。此時電感視為短路，電容視為開路，再應用直流電路的分析方法進行求解。(3)理解“三要素法”公式，并能熟練地應用。對于同一電路中的任何電壓電流的瞬態(tài)響應，它們都具有相同的時間常數(shù)，因此其響應曲線具有相同的衰減速率。3．2．2本章難點(1)“三要素法”公式中，時間常數(shù)τ的求取。其中RC電路：τ=RC；RL電路