《電工技術(shù)基礎(chǔ)》中文課件 項目3一階動態(tài)電路的測試分析任務(wù)2

汽車電子點火電路分析電工技術(shù)基礎(chǔ)項目3任務(wù)2任務(wù)導(dǎo)入學(xué)習目標知識鏈接練習思考工作任務(wù)一階動態(tài)電路的測試分析3任務(wù)導(dǎo)入在不同電路中，電感的充電時間和放電時間理論上怎么計算？電感在充電和放電瞬間都會產(chǎn)生自感電動勢，為什么？在充電時自感電動勢會高于電路中的原電源電動勢嗎？在斷開放電時自感電動勢會高于原電源電動勢嗎？任務(wù)2

汽車電子點火電路分析返回學(xué)習目標1掌握一階RL電路的零輸入響應(yīng)。2345掌握一階RL電路的零狀態(tài)響應(yīng)。掌握一階RL電路的全響應(yīng)。理解一階電路的三要素法。了解和掌握示波器的測量方法。任務(wù)2汽車電子點火電路分析返回工作任務(wù)電路圖任務(wù)2汽車電子點火電路分析返回如圖所示，點火電源電壓為US=12V，點火線圈L=4mH，其內(nèi)阻R=6

，火花塞相當于一個電阻RL=20k

。當開關(guān)S在t=0閉合時，通過示波器觀察流過電路中點火線圈的電流變化；經(jīng)過1ms后又斷開，觀察流過點火線圈的電流會發(fā)生怎樣的變化并分析原因；同時，觀察分析火花塞兩端瞬間產(chǎn)生的高壓是否超出正常電壓范圍？返回一階電路電容充電電感充電電容放電經(jīng)過5

充滿，充正放負經(jīng)過5

充滿經(jīng)過5

放完電感放電經(jīng)過5

放完R為戴維南等效電阻R為戴維南等效電阻R為戴維南等效電阻R為戴維南等效電阻知識鏈接---3.2.1一階RL電路的分析任務(wù)2汽車電子點火電路分析返回一階RL電路零輸入響應(yīng)（電感放電過程）零狀態(tài)響應(yīng)（電感充電過程）全響應(yīng)（電感充放電過程）知識鏈接---3.2.1一階RL電路的分析任務(wù)2汽車電子點火電路分析返回1．零輸入響應(yīng)電感充滿后放電過程電感最大電流為2A任務(wù)2汽車電子點火電路分析返回電感充滿后放電過程放電瞬間有40kV高壓1．零輸入響應(yīng)例題3-2-1任務(wù)2汽車電子點火電路分析返回如圖(a)所示電路，繼電器線圈的電阻，吸合時其電感值。已知，。若繼電器的釋放電流為4mA，求開關(guān)S閉合后多長時間繼電器能夠釋放？任務(wù)2汽車電子點火電路分析返回解：換路前繼電器的電流為：根據(jù)換路定則，電感電流的初始值為：電路的時間常數(shù)為：換路后的表達式為：當繼電器的釋放電流為4mA時，即任務(wù)2汽車電子點火電路分析返回2．零狀態(tài)響應(yīng)例題3-2-2任務(wù)2汽車電子點火電路分析返回如圖所示電路，已知，，，試求開關(guān)S閉合后：

1)穩(wěn)態(tài)電流及、的變化規(guī)律；2)電流增至的63.2%所需的時間。任務(wù)2汽車電子點火電路分析返回解：1)根據(jù)換路定則，電感電流的初始值為：開關(guān)S閉合后，電感相當于短路，此時電流為：電路的時間常數(shù)為：換路后和的表達式為：任務(wù)2汽車電子點火電路分析返回2)當時，則有：即開關(guān)S閉合10ms后，電流增至穩(wěn)態(tài)值的63.2%。3．全響應(yīng)任務(wù)2汽車電子點火電路分析返回如圖所示，設(shè)開關(guān)S閉合前流過電感L的電流為，即。S閉合后，電路進入全響應(yīng)的暫態(tài)過程。

根據(jù)前面分析RC電路的全響應(yīng)，不難得出此電路中電流的一般表達式為：例題3-2-3任務(wù)2汽車電子點火電路分析返回如圖所示電路，已知，，，

。現(xiàn)將S在時閉合，求電路中電感電流和電壓的表達式。任務(wù)2汽車電子點火電路分析返回解：S斷開前電感電流為：根據(jù)換路定則，電感電流的初始值為：開關(guān)S閉合后，R1被短路。電路的時間常數(shù)為：全響應(yīng)時的電感電流的表達式為：電壓的表達式為：知識鏈接---3.2.2一階電路的三要素法任務(wù)2汽車電子點火電路分析返回由前面的分析可知，在分析一階電路的暫態(tài)過程中，任何電壓和電流隨時間的變化規(guī)律，均可以用下面的公式表示：：是暫態(tài)過程中電路變量的初始值：是暫態(tài)過程中電路變量的穩(wěn)態(tài)值：是暫態(tài)過程的時間常數(shù)任務(wù)2汽車電子點火電路分析返回三要素法的一般步驟如下：1)畫出換路前()的等效電路，求出電容電壓或電感電流;

2)初始值。根據(jù)換路定則，，畫出換路瞬間()時的等效電路（換路瞬間電容相當于理想電壓源，電感相當于理想電流源），求出響應(yīng)電壓或電流的初始值或，即。任務(wù)2汽車電子點火電路分析返回3)穩(wěn)態(tài)值。畫出時的新穩(wěn)態(tài)等效電路（穩(wěn)態(tài)時電容相當于斷路，電感相當于短路），求出響應(yīng)電壓或電流的穩(wěn)態(tài)值或，即。4)時間常數(shù)?；?，其中R是換路后斷開動態(tài)元件C或L，從動態(tài)元件兩端看進去，用戴維南定理或諾頓定理等效電路求得的等效電阻。5)根據(jù)三要素法公式即可得到電壓或電流的暫態(tài)過程表達式。例題3-2-4任務(wù)2汽車電子點火電路分析返回如圖所示電路，已知，，，

，電容電壓為?，F(xiàn)將S在時閉合，求電路中電容電壓和電流。開關(guān)S閉合瞬間，電容相當于一個60V的電壓源，此時的等效電路如右圖所示。根據(jù)基爾霍夫電壓定律可求得電流的初始值為：任務(wù)2汽車電子點火電路分析返回解：

1)初始值根據(jù)換路定則，電容電壓的初始值為：根據(jù)已知條件可知，有任務(wù)2汽車電子點火電路分析返回2)穩(wěn)態(tài)值

時，電容相當于斷路，電路的等效電路如圖所示。求得的響應(yīng)電壓和電流為：任務(wù)2汽車電子點火電路分析返回3)時間常數(shù)

R是換路后的電路中從電容兩端看進去的等效電阻，其中電壓源作短路處理，如圖所示。由三要素法公式得電容電壓和電流的表達式分別為：//練習思考判斷：(2)一階RL電路的零輸入響