电工电子学课件(非电专业)课件6

1+_uc(t)30Ω20Ωt=0KIS=1A0.5F例3:当t=0时开关打开。已知uc(0)=5V,求：uC(t)，uIS(t)(t≥0)。ic方法一：（经典法）求解微分方程()25()20ccdututdtuc(0)=5V(t≥0时)dttduCtiCC)()())((20)(tiItuCSIS+_uIS(t))0(e152025tVutC2t≥0时的电路方法二：先利用戴维宁等效，再套全响应公式ic例3:当t=0时开关打开。已知uc(0)=5V,求：uC(t)，uIS(t)(t≥0)。解：50,20oOCRVU20V50Ω+_Cabuc(0)=5V3t≥0时的电路例3:当t=0时开关打开。已知uc(0)=5V,求：uC(t)，uIS(t)(t≥0)。解：20V50Ω+_Cabuc(0)=5V)e1(20e5ttCusRC255.0500.5F)0()e1(20e52525tVuttC4开关动作前电路已经稳定。求t≥0时的uC(t)、i1(t)。=———=2VR1+R2R2•U1uC(0+)=uC(0–)=RC=(R1R2)C=—×3=2ms23例4注意：R是将换路后的电路中所有独立源置零后，从C或L两端看进去的等效电阻。uC(t)=4-2e-500tVi1(t)==2+2e-500tA54、一阶线性电路暂态分析的三要素法（选讲）1.12.4RL电路的暂态响应(自学)（均不作为考试内容）61.理解电路的暂态和稳态、零输入响应、零状态响应、全响应的概念，以及时间常数的物理意义。2.掌握换路定则及初始值的求法。3.掌握一阶线性RC电路分析方法（经典法和利用戴维宁等效的方法）。本章小结7RCuRt=0a+-UsiuCU0t≥0uC=U0e-t/+Us(1–e-t/)全响应：uC=U+s(U0–Us)e-t/()[(0)()]tRCCCCCuuuue(0)Cu()Cu可得一阶电路微分方程解的通用表达式：teffftf)]()0([)()(稳态值初始值时间常数8teffftf)]()0([)()(稳态值初始值时间常数三要素法求解过渡过程要点：.分别求初始值、稳态值、时间常数；..将以上结果代入过渡过程通用表达式；画出过渡过程曲线（由初始值稳态值）（电压、电流随时间变化的关系）。9步骤:(1)求换路前的)0()0(LCiu、(2)根据换路定理得出：)0()0()0()0(LLCCiiuu)0(i(3)根据换路后的等效电路，求未知的)0(u或。一、确定初始值f(0+)10二、确定换路后的稳态值f(∞)作t=∞电路。在直流激励的情况下，电容C视为开路，电感L用短路线代替，可按一般电阻性电路来求各变量的稳态值。三、求换路后的时间常数τRC电路中，τ=RC；R是将电路中所有独立源置零后，从C两端看进去的等效电阻，(即戴维宁等效源中的R0)。注:在交流电源激励的情况下，要用相量法来求解。11用三要素法求下图中t≥0时的uC(t)、i1(t)。解:(1)求uC的三要素=———=2VR1+R2R2•U1uC()=———=4VR1+R2R2•U2uC(0+)=uC(0–)=(R1R2)C=—×3=2ms23例312uC(t)=uC()+[uC(0+)–uC()]e-t/(2)写出uC(t)的表达式=4+(2–4)e-t/(2×10-3)=4–2e-500tV)(22102241000103)()()()()(50035005006221mAeeeRtudttduCtitititttCCC13下图所示电路中，开关S闭合前,电路已处于稳态，C=10F,t=0时，将开关S闭合，经0.4ms再将S打开，试求t≥0时的uC(t),画出变化曲线。30Rr_+_+S60RE=90VCuCr解:(1)uC(0+)=uC(0–)=E–——=60VR+rr•E(2)uC(0.4ms)=30(1+e-1)=41VuC()=———=30VR+rRE–rE=2(Rr)C=0.4msuC(t)=30(1+e-2500t)V(0≤t≤0.4ms)即为第二个暂态过程的初始值例414uC(t)=60+(41–60)e-2000(t-0.410-3)'=(r+Rr)C=0.5ms=60–19e-2000t+0.8VuC()=60V(0.4ms≤t≤)3060410.4t/ms0uC/V变化曲线30Rr90V_+_+S60RECuCr例：求:t≥0时的电压uc(t)ic(t)u1(t)KR1=2k10V+_100FCut=01uR2=3kCi15R1=2k10V+_100FCu1uCiKR1=2k10V+_100FCut=01uR2=3k换路前的电路解:V632310)0(CUVUUCC6)0()0(R1=2k10V+_100FCu1uR2=3kCiCi6V+_mAiC224)0(Vu4)0(1换路后的电路1求初始值16VuC10)(2稳态值R1=2k10V+_100FCu1uCiAiC0)(Vu0)(1电容元件可视为开路换路后的电路R1=2k10V+_100FCu1uCi3时间常数τRCs2.0101001026317KR1=2k10V+_100FCut=01uR2=3kCi5()(610)10(0)tcuteVt)0(2)(5tmAetitC)0(4)(511tVeRitutC)()]()0([)(fefftftVuC10)(AiC0)(Vu0)(1VUC6)0(mAiC2)0(Vu4)0(1s2.01819第44-49页习题：A：1.12.1B：1.12.6(a,b)1.12.81.12.8(用戴维南等效法)第2章正弦交流电路2.2正弦量的相量表示法2.3单一参数的交流电路2.4电阻、电感与电容串联的交流电路2.5阻抗的串联与并联2.6电路中的谐振2.1正弦电压与电流*2.7功率因数的提高2.8三相电路202.1.1交流电的概念如果电流或电压每经过一定时间（T）就重复变化一次，则此种电流、电压称为周期性交流电流或电压。如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。记做：u(t)=u(t+T)TutuTt2.1正弦电压与电流21ti10正弦波如果在电路中电动势的大小与方向均随时间按正弦规律变化，由此产生的电流、电压大小和方向也是正弦的，这样的电路称为正弦交流电路。正弦交流电动势、电压、电流统称为正弦量。正弦交流电的优越性：便于传输；便于运算；有利于电器设备的运行；.....正弦交流电路的概念2223tiuO正弦电压和电流正弦交流电的电压和电流的方向实际方向和参考方向一致正半周实际方向和参考方向一致＋实际方向Rui+–实际方向和参考方向相反负半周实际方向和参考方向相反Rui+–－实际方向2.1.2正弦量的三要素设正弦交流电流：角频率：决定正弦量变化快慢幅值：决定正弦量的大小幅值、角频率、初相角成为正弦量的三要素。初相角：决定正弦量起始位置tIisinmIm2TitO24•频率与周期T周期T：正弦量变化一周所需要的时间。单位：s，ms..i0tTT/2t2Tf1fT22角频率ω：每秒变化的弧度单位：弧度/秒（rad/s）频率f：每秒变化的次数单位：Hz，KHz...25•幅值与有效值瞬时值：是交流电任一时刻的值。用小写字母表示。如i、u、e。最大值：是交流电的幅值。用大写字母加下标表示。如Im、Um、Em。i0Imt2i=Imsint交流直流dtRiT20RTI2有效值：交流电流i通过电阻R在一个周期T内产生的热量与一直流电流I通过同一电阻在同一时间T内产生的热量相等，则称I的数值为i的有效值，用大写字母表示。如I、U、E。26•幅值与有效值i0Imt2i=Imsint则有TtiTI02d1交流直流dtRiT20RTI2TttωIT1022mdsin2mI有效值：同理：2mUU2mEE27ti0：t=0时的相位角称为初相位角或初相位•初相位i=Imsin(t+)i=Imsint正弦量所取计时起点不同，其初始值(t=0)时的值及到达幅值或某一特定值所需时间就不同。it0t=0,i0=0t=0,i0=Imsint和(t+)：称为正弦量的相位角或相位。它表明正弦量的进程。说明：给出了观察正弦波的起点或参考点，常用于描述多个正弦波相互间的关系。282121tt两个同频率正弦量间的相位差(初相差)222111sinsintIitIimm122i1it0=0029同相1i1221t2i180212it反相1i领先于1i2i2i相位领先1i12021t相位差为030幅度：A707.021A1IIm30314sinti已知：Hz5023142rad/s314f频率：30初相位：A例2.131求：正弦量的三要素作业：P94-102页A选择题：2.1.1、2.2.1、2.2.2B基本题：2.2.432