电工学(第七版)上册秦曾煌第三章PPT文件格式下载.ppt
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电路从一种稳态变化到另一种稳态的过渡过程。
第第3章章电路的暂态分析电路的暂态分析1.1.利用电路暂态过程产生特定波形的电信号利用电路暂态过程产生特定波形的电信号利用电路暂态过程产生特定波形的电信号利用电路暂态过程产生特定波形的电信号如锯齿波、三角波、尖脉冲等,应用于电子电路。
如锯齿波、三角波、尖脉冲等,应用于电子电路。
研究暂态过程的实际意义研究暂态过程的实际意义研究暂态过程的实际意义研究暂态过程的实际意义2.2.控制、预防可能产生的危害控制、预防可能产生的危害控制、预防可能产生的危害控制、预防可能产生的危害暂态过程开始的瞬间可能产生过电压、过电流使暂态过程开始的瞬间可能产生过电压、过电流使暂态过程开始的瞬间可能产生过电压、过电流使暂态过程开始的瞬间可能产生过电压、过电流使电气设备或元件损坏。
电气设备或元件损坏。
下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出3.1.1电阻元件电阻元件描述消耗电能的性质描述消耗电能的性质根据欧姆定律根据欧姆定律:
即电阻元件上的电压与通过的电流成线性关系即电阻元件上的电压与通过的电流成线性关系线性电阻线性电阻线性电阻线性电阻金属导体的电阻与导体的尺寸及导体材料的电性金属导体的电阻与导体的尺寸及导体材料的电性能有关能有关,表达式为:
表达式为:
表明电能全部消耗在电阻上,转换为热能散发。
电阻的能量电阻的能量3.1电阻元件、电感元件与电容元件电阻元件、电感元件与电容元件电阻元件电阻元件电阻元件电阻元件下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出描述线圈通有电流时产生描述线圈通有电流时产生描述线圈通有电流时产生描述线圈通有电流时产生磁场、储存磁场能量的性质。
磁场、储存磁场能量的性质。
1.1.物理意义物理意义物理意义物理意义电感电感:
(H)线性电感线性电感线性电感线性电感:
LL为常数为常数为常数为常数;
非线性电感非线性电感非线性电感非线性电感:
LL不为常数不为常数不为常数不为常数3.1.2电感元件电感元件电流通过电流通过N匝匝线圈产生线圈产生(磁链磁链)电流通过电流通过一匝一匝线圈产生线圈产生(磁通磁通)2.2.自感电动势:
自感电动势:
电感元件电感元件电感元件电感元件下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出3.3.电感元件储能电感元件储能电感元件储能电感元件储能根据基尔霍夫定律可得:
根据基尔霍夫定律可得:
将上式两边同乘上将上式两边同乘上i,并积分,则得:
并积分,则得:
即电感将电能转换为磁场能储存在线圈中,当电即电感将电能转换为磁场能储存在线圈中,当电流增大时流增大时,磁场能增大磁场能增大,电感元件从电源取用电能;
电感元件从电源取用电能;
当电流减小时,磁场能减小,电感元件向电源放还当电流减小时,磁场能减小,电感元件向电源放还能量。
能量。
磁场能磁场能磁场能磁场能下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出3.1.3电容元件电容元件描述电容两端加电源后,其两个极板描述电容两端加电源后,其两个极板描述电容两端加电源后,其两个极板描述电容两端加电源后,其两个极板上分别聚集起等量异号的电荷,在介质上分别聚集起等量异号的电荷,在介质上分别聚集起等量异号的电荷,在介质上分别聚集起等量异号的电荷,在介质中建立起电场中建立起电场中建立起电场中建立起电场,并储存电场能量的性质。
并储存电场能量的性质。
电容:
当电压当电压u变化时,在电路中产生电流变化时,在电路中产生电流:
电容元件储能电容元件储能将上式两边同乘上将上式两边同乘上u,并积分,则得:
下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出即电容将电能转换为电场能储存在电容中,当电即电容将电能转换为电场能储存在电容中,当电即电容将电能转换为电场能储存在电容中,当电即电容将电能转换为电场能储存在电容中,当电压增大时压增大时压增大时压增大时,电场能增大电场能增大电场能增大电场能增大,电容元件从电源取用电能;
电容元件从电源取用电能;
当电压减小时,电场能减小,电容元件向电源放还当电压减小时,电场能减小,电容元件向电源放还当电压减小时,电场能减小,电容元件向电源放还当电压减小时,电场能减小,电容元件向电源放还能量。
电场能电场能电场能电场能电容元件储能电容元件储能电容元件储能电容元件储能本节所讲的均为线性元件,即本节所讲的均为线性元件,即本节所讲的均为线性元件,即本节所讲的均为线性元件,即RR、LL、CC都是常数。
都是常数。
下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出3.2储能元件和换路定则储能元件和换路定则1.1.电路中产生暂态过程的原因电路中产生暂态过程的原因电路中产生暂态过程的原因电路中产生暂态过程的原因电流电流i随电压随电压u比例变化。
比例变化。
合合S后:
后:
所以电阻电路不存在所以电阻电路不存在暂态暂态暂态暂态过程过程(R耗能元件耗能元件)。
图图(a):
合合S前:
前:
例:
下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出3.2储能元件和换路定则储能元件和换路定则图图图图(b)(b)合合合合SS后:
由零逐渐增加到由零逐渐增加到由零逐渐增加到由零逐渐增加到UU所以电容电路存在暂态过程所以电容电路存在暂态过程所以电容电路存在暂态过程所以电容电路存在暂态过程(CC储能元件储能元件储能元件储能元件)合合合合SS前前前前:
U暂态暂态稳态稳态Ot下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出产生暂态过程的必要条件:
产生暂态过程的必要条件:
L储能:
储能:
换路换路:
电路状态的改变。
如:
电路接通、切断、电路接通、切断、电路接通、切断、电路接通、切断、短路、电压改变或参数改变短路、电压改变或参数改变短路、电压改变或参数改变短路、电压改变或参数改变不能突变不能突变CuC储能:
产生暂态过程的原因:
由于物体所具有的能量不能跃变而造成由于物体所具有的能量不能跃变而造成在换路瞬间储能元件的能量也不能跃变在换路瞬间储能元件的能量也不能跃变在换路瞬间储能元件的能量也不能跃变在换路瞬间储能元件的能量也不能跃变
(1)
(1)电路中含有储能元件电路中含有储能元件电路中含有储能元件电路中含有储能元件(内因内因内因内因)
(2)
(2)电路发生换路电路发生换路电路发生换路电路发生换路(外因外因外因外因)下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出电容电路电容电路电容电路电容电路:
注:
换路定则仅用于换路瞬间来确定暂态过程中注:
换路定则仅用于换路瞬间来确定暂态过程中uC、iL初始值。
初始值。
设:
t=0表示换路瞬间表示换路瞬间(定为计时起点定为计时起点)t=0-表示换路前的终了瞬间表示换路前的终了瞬间t=0+表示换路后的初始瞬间(初始值)表示换路后的初始瞬间(初始值)2.2.换路定则换路定则换路定则换路定则电感电路:
电感电路:
下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出3.3.初始值的确定初始值的确定初始值的确定初始值的确定求解要点:
求解要点:
(2)
(2)其它电量初始值的求法。
其它电量初始值的求法。
初始值:
电路中各初始值:
电路中各uu、ii在在在在tt=0=0+时的数值。
时的数值。
(11)uuCC(0(0+)、iiLL(0(0+)的求法。
的求法。
1)1)先由先由先由先由tt=0=0-的电路求出的电路求出的电路求出的电路求出uuCC(00)、iiLL(00);
2)2)根据换路定律求出根据换路定律求出根据换路定律求出根据换路定律求出uuCC(0(0+)、iiLL(0(0+)。
由由由由tt=0=0+的等效电路求其它电量的初始值的等效电路求其它电量的初始值的等效电路求其它电量的初始值的等效电路求其它电量的初始值;
下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出暂态过程初始值的确定暂态过程初始值的确定暂态过程初始值的确定暂态过程初始值的确定例例例例11解:
解:
(1)
(1)由换路前电路求由换路前电路求由换路前电路求由换路前电路求由已知条件知由已知条件知由已知条件知由已知条件知根据换路定则得:
根据换路定则得:
已知:
换路前电路处稳态,已知:
换路前电路处稳态,CC、LL均未储能。
均未储能。
试求:
电路中各电压和电试求:
电路中各电压和电流的初始值。
流的初始值。
下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出暂态过程初始值的确定暂态过程初始值的确定暂态过程初始值的确定暂态过程初始值的确定例例例例1:
1:
换路瞬间,电容元件可视为短路。
换路瞬间,电容元件可视为短路。
换路瞬间,电感元件可视为开路。
换路瞬间,电感元件可视为开路。
iC、uL产生突变产生突变
(2)由由t=0+电路,求其余各电流、电压的初始值电路,求其余各电流、电压的初始值下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页
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