電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)---第4章PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)-第第4章章第一篇第一篇電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)第1頁/共19頁：電路從一個穩(wěn)定狀態(tài)過渡到另一個穩(wěn)定狀態(tài)，電壓、電流等物理量經(jīng)歷一個隨時間變化的過程。電路從一個穩(wěn)定狀態(tài)過渡到另一個穩(wěn)定狀態(tài)，電壓、電流等物理量經(jīng)歷一個隨時間變化的過程。：電路結(jié)構(gòu)或參數(shù)的突然改變。電路結(jié)構(gòu)或參數(shù)的突然改變。：能量不能躍變。能量不能躍變。第2頁/共19頁221cu（1 1）電容元件暫態(tài)過程的成因：）電容元件暫態(tài)過程的成因：當(dāng)電容電壓從0增大到US，而電容電流從最大值下降到0的過程中：電容元件儲存的電場能（電容元件儲存的電場能（ ）不能躍變）不能躍變；電容兩端電壓不能躍變電

2、容兩端電壓不能躍變。（電容中的電流是可以突變）（電容中的電流是可以突變） （2 2）電感元件暫態(tài)過程的成因：）電感元件暫態(tài)過程的成因：當(dāng)電感電流從0增大到E/R，而電感電壓從最大值下降到0的過程中：電感元件儲存的磁場能（電感元件儲存的磁場能（ ）不能躍變；電感中的電流不能躍變。）不能躍變；電感中的電流不能躍變。（3 3）電阻元件無暫態(tài)過程的原因：）電阻元件無暫態(tài)過程的原因：電阻元件消耗能量，電流電壓同相位；兩者的變化是線性關(guān)系。（電壓電流即時變化關(guān)系）電阻元件消耗能量，電流電壓同相位；兩者的變化是線性關(guān)系。（電壓電流即時變化關(guān)系）221Li221cu221Li第3頁/共19頁：電路工作條件發(fā)生

3、變化，如電源的接通或切斷，電路連接方法或參數(shù)值的突然變化等稱為換路。電路工作條件發(fā)生變化，如電源的接通或切斷，電路連接方法或參數(shù)值的突然變化等稱為換路。：電容上的電壓電容上的電壓uC及電感中的電流及電感中的電流iL在在的，即：的，即：只有只有u uC C 、 i iL L受換路定理的約束才保持不變，而電路中其他電壓、電流都可能發(fā)生躍變。受換路定理的約束才保持不變，而電路中其他電壓、電流都可能發(fā)生躍變。)0()0()0()0(LLCCiiuu換路前換路后第4頁/共19頁圖示電路原處于穩(wěn)態(tài)，圖示電路原處于穩(wěn)態(tài)，t t=0=0時開關(guān)時開關(guān)S S閉合，求初始值閉合，求初始值u uC C(0(0+ +)

4、 )、i iC C(0(0+ +) ) 。直流穩(wěn)態(tài)電路中，電感直流穩(wěn)態(tài)電路中，電感L L 相當(dāng)于短路、電容相當(dāng)于短路、電容C C 相當(dāng)于開路。相當(dāng)于開路。在在t t=0-=0-時（時（開關(guān)閉合前開關(guān)閉合前）電感支路電流和電容兩端電壓為：）電感支路電流和電容兩端電壓為： 4 R1 R2 2 + u + C uC + Us 12V L iL + uL R3 6 i1 iC V2 . 762 . 1)0()0()0(A2 . 16412)0(3L31C31LRiRiuRRUis開關(guān)閉合前開關(guān)閉合前第5頁/共19頁在在t t=0+=0+時（時（開關(guān)閉合后開關(guān)閉合后）瞬間，根據(jù)換路定理有：）瞬間，根據(jù)換

5、路定理有：V2 . 7)0()0(A2 . 1)0()0(CCLLuuii由此可畫出開關(guān)由此可畫出開關(guān)S S閉合后瞬間即時的等效電路，如圖所示。閉合后瞬間即時的等效電路，如圖所示。4R1 R22 +Us 12V R36 iL(0+)+ uL(0+)+u(0+)+ uC(0+)i1(0+) iC (0+)A02 . 12 . 1)0()0()0(A2 . 162 . 7)0()0(1LC31iiiRuiC開關(guān)閉合后開關(guān)閉合后第6頁/共19頁R +C uC +Us iCSsUuRiCC 圖示電路，電容圖示電路，電容C C 無初始儲能，無初始儲能，u uC C(0(0+ +)=0V)=0V，t t=

6、0=0時開關(guān)時開關(guān)S S閉合，電源對電容充電，從而產(chǎn)生過渡過程。根據(jù)閉合，電源對電容充電，從而產(chǎn)生過渡過程。根據(jù)KVLKVL，得回路電壓方程為：，得回路電壓方程為：回路電壓方程：回路電壓方程：第7頁/共19頁dtduCiCCsUudtduRCCC則則微分方程微分方程：因?yàn)橐驗(yàn)? :解方程得：解方程得：teuuuu)()0()(CCCC 式中式中uC(0+)、uC()和和分別為換路后電容電壓分別為換路后電容電壓uC的的、和電路的和電路的。時間常數(shù)。時間常數(shù)=RC 充放電完全結(jié)束所需的時間約（充放電完全結(jié)束所需的時間約（3-53-5）, , 結(jié)束時結(jié)束時。 可見只要知道可見只要知道，即可求出，即可

7、求出uC。這種利用三要素來求解一階線性微分方程解的方法稱為。這種利用三要素來求解一階線性微分方程解的方法稱為。第8頁/共19頁R +C uC +Us iCS 對于圖示電路，由于初值對于圖示電路，由于初值uC(0+)=0， 則穩(wěn)態(tài)則穩(wěn)態(tài)uC() =US，)1 (CRCtseUu充電電流為：充電電流為：RCtsCeRUdtduCiCuCiCtOuC，iCUsRUsu uC C及及i iC C的波形的波形充電充電電壓為：電壓為：63.2%US第9頁/共19頁 圖示電路，開關(guān)圖示電路，開關(guān)S原來在位置原來在位置1，電容已充有電壓，電容已充有電壓Uo。t=0開關(guān)開關(guān)S從位置從位置1迅速撥到位置迅速撥到位

8、置2，使電容，使電容C在初始儲能的作用下通過電阻在初始儲能的作用下通過電阻R放電，產(chǎn)生電壓、電流的過渡過程，直到全部能量被消耗完為止。由于電容放電的初值放電，產(chǎn)生電壓、電流的過渡過程，直到全部能量被消耗完為止。由于電容放電的初值uC(0+)= Uo ，穩(wěn)態(tài)，穩(wěn)態(tài) uC()=0，時間常數(shù)，時間常數(shù)=RC，根據(jù)三要素法，得換路后電容電壓為：，根據(jù)三要素法，得換路后電容電壓為：R +C uC +Us iCS12RCteUuoC第10頁/共19頁放電電流為：放電電流為：RCtCeRUdtduCioCuC及及iC的波形如下圖所示：的波形如下圖所示：uCiCtOuC， iCUoRUo例：例： R=1， C

9、=5F，= RC=1510-6= 5（s）第11頁/共19頁 RL電路的過渡過程分析方法與電路的過渡過程分析方法與RC電路相同，即根據(jù)換路后的電路列出微分方程，然后求解該微分方程即可。由于電路相同，即根據(jù)換路后的電路列出微分方程，然后求解該微分方程即可。由于RL電路的微分方程也是一階常系數(shù)線性微分方程，所以三要素法對電路的微分方程也是一階常系數(shù)線性微分方程，所以三要素法對RL電路過渡過程的分析同樣適用，但需注意電路過渡過程的分析同樣適用，但需注意RL電路的電路的。例如，電感。例如，電感L中的電流中的電流iL為：為：tLLLLeiiii)()0()(第12頁/共19頁)1 ()1 (/tRLtL

10、eREeREittLRLEeEeu電感電流的變化規(guī)律：電感電壓的變化規(guī)律：1 1電感元件接通和斷開電源時電流和電壓的變化規(guī)律電感元件接通和斷開電源時電流和電壓的變化規(guī)律RERL（1）電感電流隨時間按指數(shù)規(guī)律變化,不能躍變;（2）電感電流持續(xù)增大到63.2% 時所需的時間（秒）, 稱為時間常數(shù),到達(dá)穩(wěn)態(tài)約（3-5）.（3）電感電流的暫態(tài)過程是自感電勢繼續(xù)維持電感電流的暫變過程.2 2電感充放電規(guī)律電感充放電規(guī)律第13頁/共19頁1.1.微分電路微分電路ptdtduRCui0pt05. 0從電容端輸入矩形寬脈沖，在電阻兩端輸出尖脈沖的電路叫微分電路.電路的微分的條件： ；（時間常數(shù)（時間常數(shù)甚小于

11、方波脈沖寬度甚小于方波脈沖寬度）。）。 輸出與輸入電壓的微分關(guān)系： ；（一般取輸出電壓幅度近似輸入電壓的幅度。pt05. 0從電容端輸入矩形寬脈沖，在電阻兩端輸出尖脈沖的電路叫微分電路.電路的微分的條件： ；（時間常數(shù)（時間常數(shù)甚小于方波脈沖寬度甚小于方波脈沖寬度）。）。 輸出與輸入電壓的微分關(guān)系： ；（一般取輸出電壓幅度近似輸入電壓的幅度。從電容端輸入矩形寬脈沖，在電阻兩端輸出尖脈沖的電路叫微分電路.電路的微分的條件： ；（時間常數(shù)（時間常數(shù)甚小于方波脈沖寬度甚小于方波脈沖寬度）。）。 輸出與輸入電壓的微分關(guān)系： ；（一般取輸出電壓幅度近似輸入電壓的幅度。pt05. 0從電容端輸入矩形寬脈沖

12、，在電阻兩端輸出尖脈沖的電路叫微分電路.電路的微分的條件： ；（時間常數(shù)（時間常數(shù)甚小于方波脈沖寬度甚小于方波脈沖寬度）。）。 輸出與輸入電壓的微分關(guān)系： ；（一般取輸出電壓幅度近似輸入電壓的幅度。pt05. 0從電容端輸入矩形寬脈沖，在電阻兩端輸出尖脈沖的電路叫微分電路.電路的微分的條件： ；（時間常數(shù)（時間常數(shù)甚小于方波脈沖寬度甚小于方波脈沖寬度）。）。 輸出與輸入電壓的微分關(guān)系： ；（一般取輸出電壓幅度近似輸入電壓的幅度。從電容端輸入矩形寬脈沖，在電阻兩端輸出尖脈沖的電路叫微分電路.電路的微分的條件： ；（時間常數(shù)（時間常數(shù)甚小于方波脈沖寬度甚小于方波脈沖寬度）。）。 輸出與輸入電壓的微分關(guān)系： ；（一般取輸出電壓幅度近似輸入電壓的幅度。從電容端輸入矩形寬脈沖，在電阻兩端輸出尖脈沖的電路叫微分電路.電路的微分的條件： ；（時間常數(shù)（時間常數(shù)甚小于方波脈沖寬度甚小于方波脈沖寬度）。）。 輸出與輸入電壓的微分關(guān)系： ；（一般取輸出電壓幅度近似輸入電壓的幅度。第14頁/共19頁 2. 2. 積分電路積分電路