電子電路課件.ppt

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1、3.1動(dòng)態(tài)元件3.2電路變量初始值的計(jì)算3.3一階電路的零輸入響應(yīng)3.4一階電路的零狀態(tài)響應(yīng)3.5一階電路的完全響應(yīng)重點(diǎn)：初始條件的計(jì)算零輸入響應(yīng)零狀態(tài)響應(yīng)全響應(yīng)三要素法求解一階電路3.1.1電容元件(capacitor)一、線(xiàn)性定常電容元件：任何時(shí)刻，電容元件極板上的電荷q與電流u成正比。電路符號(hào)電容器++++––––+q–qC與電容有關(guān)兩個(gè)變量:C,q對(duì)于線(xiàn)性電容，有：q=Cu1.元件特性C稱(chēng)為電容器的電容電容C的單位：F(法)(Farad，法拉)F=C/V=A?s/V=s/?常用?F，nF，pF等表示。

2、Ciu+–+–線(xiàn)性電容的q~u特性是過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)quOC=q/u?tg??線(xiàn)性電容的電壓、電流關(guān)系：u,i取關(guān)聯(lián)參考方向Ciu+–+–或電容充放電形成電流：(1)u>0，du/dt>0，則i>0，q?，正向充電(電流流向正極板)；(2)u>0，du/dt<0，則i<0，q?，正向放電(電流由正極板流出)；(3)u<0，du/dt<0，則i<0，q?，反向充電(電流流向負(fù)極板)；(4)u<0，du/dt>0，則i>0，q?，反向放電(電流由負(fù)極板流出)；討論：(1)i的大小取決與u的變化率，與u的大小無(wú)關(guān)；(微

3、分形式)(2)電容元件是一種記憶元件；(積分形式)(3)當(dāng)u為常數(shù)(直流)時(shí)，du/dt=0?i=0。電容在直流電路中相當(dāng)于開(kāi)路，電容有隔直作用；(4)表達(dá)式前的正、負(fù)號(hào)與u，i的參考方向有關(guān)。當(dāng)u，i為關(guān)聯(lián)方向時(shí)，i=Cdu/dt；u，i為非關(guān)聯(lián)方向時(shí)，i=–Cdu/dt。2.電容的儲(chǔ)能由此可以看出，電容是無(wú)源元件，它本身不消耗能量。從t0到t電容儲(chǔ)能的變化量：例圖中的電容C＝０.5F，其電流02A-2A1≤t＜2s0t≥2s其波形如圖所示，求電容電壓u、功率p和儲(chǔ)能WC。在0≤t＜1s區(qū)

4、間在1≤t＜2s區(qū)間0-∞＜t＜04t(V)0≤t＜1s4(2-t)(V)1≤t＜2s0t≥2su(t)=8t(W)0≤t＜1s-8(2-t)(W)1≤t＜2s0(W)其余p=ui4t2(J)0≤t＜1s4(2-t)2(J)1≤t＜2s0(J)其余3.1.2電感元件(inductor)與電感有關(guān)兩個(gè)變量:L,?對(duì)于線(xiàn)性電感,有：?=Li?i+–u–+e一、線(xiàn)性定常電感元件：任何時(shí)刻，電感元件的磁鏈?與電流i成正比。Lu+–電路符號(hào)1.元件特性i線(xiàn)性電感的?~i特性是過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)?

5、iOL=?/i?tg??=N?為電感線(xiàn)圈的磁鏈L稱(chēng)為自感系數(shù)電感L的單位：H(亨)(Henry，亨利)H=Wb/A=V?s/A=??s?線(xiàn)性電感電壓、電流關(guān)系：u,i取關(guān)聯(lián)參考方向:Liu+–e+–根據(jù)電磁感應(yīng)定律與楞次定律或討論：(1)u的大小取決與i的變化率，與i的大小無(wú)關(guān)；(微分形式)(2)電感元件是一種記憶元件；(積分形式)(3)當(dāng)i為常數(shù)(直流)時(shí)，di/dt=0?u=0。電感在直流電路中相當(dāng)于短路；(4)表達(dá)式前的正、負(fù)號(hào)與u，i的參考方向有關(guān)。當(dāng)u，i為關(guān)聯(lián)方向時(shí)，u=Ldi/dt；u，i為非關(guān)

6、聯(lián)方向時(shí)，u=–Ldi/dt。2.電感的儲(chǔ)能由此可以看出，電感是無(wú)源元件，它本身不消耗能量。從t0到t電感儲(chǔ)能的變化量：電容元件與電感元件的比較：電容C電感L變量電流i磁鏈?關(guān)系式電壓u電荷q結(jié)論：(1)元件方程是同一類(lèi)型；(2)若把u-I，q-?，C-L，i-u互換,可由電容元件的方程得到電感元件的方程；(3)C和L稱(chēng)為對(duì)偶元件,?、q等稱(chēng)為對(duì)偶元素。*顯然，R、G也是一對(duì)對(duì)偶元素:I=U/R?U=I/GU=RI?I=GU＋u－i/At/S10-10246現(xiàn)已知u(0)＝0V，試求t=1s、2s、4s時(shí)電容

7、電壓2F電阻：電容：電感：3.2電路變量初始值的計(jì)算一階電路：由一個(gè)電容（電感）與線(xiàn)性電阻、電源、受控源構(gòu)成的電路線(xiàn)性電阻電路動(dòng)態(tài)電路與電阻電路的比較：動(dòng)態(tài)電路換路后產(chǎn)生過(guò)渡過(guò)程，描述電路的方程為微分方程。電阻電路換路后狀態(tài)改變瞬間完成，描述電路的方程為代數(shù)方程。K+–uCUsRCi+-usR1R2R3tE穩(wěn)態(tài)暫態(tài)舊穩(wěn)態(tài)新穩(wěn)態(tài)過(guò)渡過(guò)程:C電路處于舊穩(wěn)態(tài)KRE+_開(kāi)關(guān)K閉合電路處于新穩(wěn)態(tài)RE+_“穩(wěn)態(tài)”與“暫態(tài)”的概念:動(dòng)態(tài)電路的時(shí)域分析方法1、根據(jù)KVL、KCL及元件的VCR建立電路方程，該方程為以時(shí)間為自變

8、量的線(xiàn)性常微分方程。2、求出微分方程的解，從而得到所求變量。換路:電路狀態(tài)的改變。如：換路定則及初始值的確定1.電路接通、斷開(kāi)電源2.電路中電源的升高或降低3.電路中元件參數(shù)的改變……換路定則:在換路瞬間，電容上的電壓、電感中的電流不能突變。設(shè)：t=0時(shí)換路---換路前瞬間---換路后瞬間則：同理：電感L儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量不能突變不能突變不能突變不能突變電容C存儲(chǔ)的電場(chǎng)能量電路初始條件的確定例1.求uC