电路原理教程 (远程教学课件) 浙江大学电气工程学院
第七章 线性动态电路的时域分析 主 要 内 容 换路定则与初始条件; RC电路过渡过程; RL电路过渡过程;
7.1 过渡过程概述 电路结构,参数或电源的突然改变,称为换路。电路从一种定状态转为另一种稳定状态的过程,称为过渡过程。 1、对于电阻电路,电路中电压和电流的变化是“立即”完成的。 K闭合 ,K打开 .
2、对于存在电容和电感的电路,电容元件的电压(电荷)和电感元件的电流(磁链)变化一般需要时间。(过渡过程时间)。 例:如果电容原来不带电,在开关闭合时,电容电压从0变为 。电容电流 若电容电压能“瞬间”从0升到 ,则必需有: 电容电压上升需要时间!
, K闭合稳态时 对于电感电路,设原来 若电感电流 能“瞬时”从0升到 , 则需一个无穷大端电压。 电感电流上升需要时间!
7.2 换路定则与初始条件 换路定则:(一般情况) 1)、电容电压在换路前后的值不变 由 当 ,而 为有限值,则有
2)、电感电流在换路前后的值不变 由 当 ,而 为有限值时,则有 。
实际现象讨论: (1)当负载端接有大电容时,电源合闸可能会产生冲击电流。 (2)当负载端接有大电感时,开关断开可能会产生冲击电压。
例1:发动机励磁线圈: L=0.4H, R=2Ω, 直流电压US=4V,伏特表量程50V,内阻RV=50KΩ,开关闭合已久达稳态,求开关K断开瞬时伏特表电压? 解: 瞬间高压会损坏电压表!
采用二极管并联续流方式可防止冲击电压。 US 二极管并联续流电路广泛应用于开关电路(开关管)的保护。
7.3 利用换路定则计算 (换路后瞬间(t=0+)电路状态) 例2: 图示电路,开关闭合已久,求开 关打开瞬间的电容电压和电流 , 电阻电压 。 电感电压和电流 解:开关打开前的电容电压 与电感电流 为 由换路定则,
计算 电路时,电容电压不变,因此 电容等效于一直流电压源,数值为 。 (1) 电感等效于一直流电流源,数值为 。 计算 电路时,电感电流不变,因此 (2)
由原电路画出t=0-时的等效电路,得: 等效电路如图
思考: 1. 引起电路过渡过程的原因? 2. 换路定则的物理意义? 3. 工程问题中若有过渡过程如何来保护器件?