1、電路分析總復(fù)習(xí)第第5 5章章 動(dòng)態(tài)電路的瞬態(tài)分析動(dòng)態(tài)電路的瞬態(tài)分析一、第5章復(fù)習(xí) 電路在某種原因下從一種穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一種穩(wěn)電路在某種原因下從一種穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一種穩(wěn)定狀態(tài)的中間過程稱為定狀態(tài)的中間過程稱為瞬態(tài)過程瞬態(tài)過程。 含有儲(chǔ)能元件的電路從原有工作狀態(tài)到電路結(jié)構(gòu)或含有儲(chǔ)能元件的電路從原有工作狀態(tài)到電路結(jié)構(gòu)或參數(shù)突然變化后新的要作狀態(tài)過程的研究就稱為參數(shù)突然變化后新的要作狀態(tài)過程的研究就稱為動(dòng)態(tài)電動(dòng)態(tài)電路的瞬態(tài)分析。路的瞬態(tài)分析。 僅由動(dòng)態(tài)元件初始條件引起的響應(yīng)稱為僅由動(dòng)態(tài)元件初始條件引起的響應(yīng)稱為零輸入響應(yīng)零輸入響應(yīng)。 僅由獨(dú)立電源引起的響應(yīng)稱為僅由獨(dú)立電源引起的響應(yīng)稱為零狀態(tài)響應(yīng)零

2、狀態(tài)響應(yīng)。電容元件的電壓電容元件的電壓-電流關(guān)系電流關(guān)系VCRd ( )d ( )( )( )( )ddq tu tq tC u ti tCtt動(dòng)態(tài)元?jiǎng)討B(tài)元件件 當(dāng)電容兩端電壓不隨時(shí)間變化時(shí)（即直流），則當(dāng)電容兩端電壓不隨時(shí)間變化時(shí)（即直流），則 du =0,du =0,電容相當(dāng)于開路。因此電容具有電容相當(dāng)于開路。因此電容具有隔離直流，通交隔離直流，通交流流的作用。的作用。 電容電流電容電流i是有限的，則電壓的變化率也必為有限值，則是有限的，則電壓的變化率也必為有限值，則說明電容電壓只能連續(xù)變化而不能發(fā)生跳變，是時(shí)間說明電容電壓只能連續(xù)變化而不能發(fā)生跳變，是時(shí)間t的的連續(xù)函數(shù)，這種性質(zhì)稱為電容

3、的連續(xù)函數(shù)，這種性質(zhì)稱為電容的慣性慣性。電容元件的功率與儲(chǔ)能電容元件的功率與儲(chǔ)能功率：功率：d ( )( )( ) ( )( )dCu tptu ti tC u tt儲(chǔ)能：儲(chǔ)能：21( )dd( )2CCWpttC u uC u t 功率可正可負(fù)，有時(shí)吸收能量，有時(shí)放出能量，但本身不功率可正可負(fù)，有時(shí)吸收能量，有時(shí)放出能量，但本身不消耗能量（無損）。消耗能量（無損）。 電容電壓在一般情況下不能跳變，因此能量也不能突變；如果儲(chǔ)能突電容電壓在一般情況下不能跳變，因此能量也不能突變；如果儲(chǔ)能突變時(shí)，能量的變化率（功率）將無限大，即變時(shí)，能量的變化率（功率）將無限大，即dtdwtp )(不可能！不可能

4、！電感元件的電壓電感元件的電壓-電流關(guān)系電流關(guān)系VCRd ( )d ( )( )( )( )ddti ttL i tu tLtt 當(dāng)電感當(dāng)電感d di i=0=0時(shí)（即直流），電感兩端的電壓為時(shí)（即直流），電感兩端的電壓為0 0，對(duì)于直流電感相當(dāng)于短路，因些電感具有，對(duì)于直流電感相當(dāng)于短路，因些電感具有通直流通直流的作用。的作用。 電感電壓電感電壓u是有限的，則電流的變化率也必為有限值，是有限的，則電流的變化率也必為有限值，則說明電感電流只能連續(xù)變化而不能發(fā)生跳變，是時(shí)間則說明電感電流只能連續(xù)變化而不能發(fā)生跳變，是時(shí)間t的連續(xù)函數(shù)，這種性質(zhì)稱為電感的的連續(xù)函數(shù)，這種性質(zhì)稱為電感的慣性慣性。電感

5、元件的功率與儲(chǔ)能電感元件的功率與儲(chǔ)能功率儲(chǔ)能功率可正可負(fù)，有時(shí)吸收能量，有時(shí)放出能量，但本身功率可正可負(fù)，有時(shí)吸收能量，有時(shí)放出能量，但本身不消耗能量（無損）。不消耗能量（無損）。d ( )( )( ) ( )( )dLi tp tu ti tL i tt21( )dd( )2LLWp ttL i iL i t 電感電流在一般情況下不能跳變，因此能量也不能突變；如果儲(chǔ)能突電感電流在一般情況下不能跳變，因此能量也不能突變；如果儲(chǔ)能突變時(shí)，能量的變化率（功率）將無限大，即變時(shí)，能量的變化率（功率）將無限大，即dtdwtp )(不可能！不可能！ 依儲(chǔ)能元件的慣性有，依儲(chǔ)能元件的慣性有， u ( 0

6、) = u ( 0 ) i ( 0 ) = i ( 0 ) 0+起始值 初始狀態(tài)電容的電流值有限時(shí)，電容的電流值有限時(shí)，uC( t )不能躍變；不能躍變；電感上電壓值有限時(shí)，電感上電壓值有限時(shí)，iL ( t )不能躍變。不能躍變。 n換路定律： ) c48 ( )0( e )()()b48 ( )0(edd)()a48 ( )0( e)( 0CR 0CC 0CtRUtititRUtuCtitUtuRCtRCtRCtRC電路的零輸入響應(yīng)為電路的零輸入響應(yīng)為 圖圖8 84 4 RC電路零輸入響應(yīng)的波形曲線電路零輸入響應(yīng)的波形曲線 ) c48 ( )0( e )()()b48 ( )0(edd)()

7、a48 ( )0( e)( 0CR 0CC 0CtRUtititRUtuCtitUtutttRC電路的零輸入響應(yīng)為電路的零輸入響應(yīng)為 RL電路的零輸入響應(yīng)電路的零輸入響應(yīng)圖圖8-6)b78( )0(dd)()a78( )0( ee)( 0 0LL 0 0L teRIeRItiLtutIItittLRttLR圖圖8-7 )0( dd)( )0( ee)( 0 0LL 0 0LteRIeRItiLtutIItittLRttLRRL電路的零輸入響應(yīng)電路的零輸入響應(yīng)圖圖810 RC電路的零狀態(tài)響應(yīng)曲線電路的零狀態(tài)響應(yīng)曲線RC電路的零狀態(tài)響應(yīng)電路的零狀態(tài)響應(yīng))0(eedd)()0( )e1 ()e1 (

8、)( S SCC SCtRURUtuCtitUUtutRCttSRCtRL一階電路的零狀態(tài)響應(yīng)一階電路的零狀態(tài)響應(yīng))0(eedd)()0( )e1 ()e1 ()( S SLL SLtRIRItiLtutIItittLRtStLR圖圖813 RL電路零狀態(tài)響應(yīng)的波形曲線電路零狀態(tài)響應(yīng)的波形曲線 )0( )ey(-)y(0)y( )(-tCtty完全響應(yīng)（電流或電壓）三要素公式：完全響應(yīng)（電流或電壓）三要素公式：全響應(yīng)全響應(yīng)穩(wěn)態(tài)值穩(wěn)態(tài)值初始值初始值全響應(yīng)全響應(yīng)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)+瞬態(tài)瞬態(tài) 用三要素法計(jì)算含一個(gè)電容或一個(gè)電感的直流激勵(lì)一用三要素法計(jì)算含一個(gè)電容或一個(gè)電感的直流激勵(lì)一 階電路響應(yīng)的一般步驟是階

9、電路響應(yīng)的一般步驟是:1. 初始值初始值y(0+)的計(jì)算的計(jì)算 (1) 根據(jù)根據(jù)t0的電路，將電容用開路代替或電感用短路代替，得到一個(gè)的電路，將電容用開路代替或電感用短路代替，得到一個(gè)直流電阻電路，再?gòu)拇穗娐分杏?jì)算出穩(wěn)態(tài)值直流電阻電路，再?gòu)拇穗娐分杏?jì)算出穩(wěn)態(tài)值 f ( )。 3. 時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù) 的計(jì)算的計(jì)算 先計(jì)算與電容或電感連接的線性電阻單口網(wǎng)絡(luò)的輸出電阻先計(jì)算與電容或電感連接的線性電阻單口網(wǎng)絡(luò)的輸出電阻Ro，然后，然后用以下公式用以下公式 =RoC或或 =L/Ro計(jì)算出時(shí)間常數(shù)。計(jì)算出時(shí)間常數(shù)。 )0( )ey(-)y(0)y( )(-tCtty 4. 將將y(0+)，y( )和和 代

10、入下式得到響應(yīng)的一般表達(dá)式代入下式得到響應(yīng)的一般表達(dá)式oo / )258 ( )0( e )()0()()(RLCRtyyytyt或其中圖圖820 直流激勵(lì)下一階電路全響應(yīng)的波形曲線直流激勵(lì)下一階電路全響應(yīng)的波形曲線 第第6 6章章 i (t)= Imsin ( t+ )正弦交流電的三要素：（1）幅值 Im（2）角頻率 （3）初相位 i0Im t2是交流電任一時(shí)刻的值，用小寫字母表示。如：i，u，e 分別表示電流、電壓電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值。1. 正弦量l函數(shù)表達(dá)式 最大值 初相位角 頻率 i= Imsin( t+ )=2 ff =T1Ti0tTT/2 t2Im1. 正弦交流電的三要素6.1.2.相量

11、 1）復(fù)數(shù)形式：）復(fù)數(shù)形式： jba A為實(shí)部為虛部1j2)復(fù)平面實(shí)軸ab0+j (虛軸)P矢量: OP相量的模:22a|A|b輻角:abarctan )sin(cosA sincosjba.jAjAA歐拉公式：sincosjej .AeAAj則實(shí)部：cos = Re( e j )虛部：sin = Im ( e j )復(fù)數(shù)形式：有效值幅角相量的概念：相量的概念： 相量是電子工程學(xué)中用以表示正弦量大小和相位的相量是電子工程學(xué)中用以表示正弦量大小和相位的矢量，復(fù)數(shù)的模表示幅值或有效值矢量，復(fù)數(shù)的模表示幅值或有效值,輻角表示初相位輻角表示初相位. 在復(fù)平面中把這個(gè)相量表示出來就稱為相量圖。在復(fù)平面中

12、把這個(gè)相量表示出來就稱為相量圖。 .AeAAj相量表達(dá)式：有效值幅角i (t)= Imsin ( t+ )正弦量函數(shù)表達(dá)式：ab0+j (虛軸)A相量圖AeAjAAj)sin(cos jba相量多種形式：元件相量形式元件相量形式元件元件 相量模型相量模型 VCR關(guān)系關(guān)系相量關(guān)系相量關(guān)系相位關(guān)系相位關(guān)系電阻電阻 u = i 電感電感 u = i + 90 電容電容IRUILUjUCIj90iu)()(tRitutiLtudd)(tuCi d d6.3 6.3 阻抗與導(dǎo)納阻抗與導(dǎo)納1、阻抗的定義、阻抗的定義No+- -UIIUZ阻抗阻抗Z的代數(shù)形式可寫為的代數(shù)形式可寫為 Z= R + jX其實(shí)部其

13、實(shí)部R為電阻，虛部為電阻，虛部X為電抗。為電抗。歐姆定律的歐姆定律的相量形式相量形式IZU+- -n阻抗阻抗Z Z表示形式：表示形式： IUXRZ22iuRXarctan Z 稱為阻抗稱為阻抗Z的模或絕對(duì)值，的?；蚪^對(duì)值， 稱為阻抗稱為阻抗Z的阻抗角。的阻抗角。R = Z cos X = Z sin )( |iuiuIUIUIUZjXRZ則則2、R、L、C 對(duì)應(yīng)的阻抗分別為：對(duì)應(yīng)的阻抗分別為：RZR LLjXLjZ CCjXCj1Z 3、感抗和容抗、感抗和容抗感抗感抗LXL 容抗容抗C1XC 反映電感對(duì)電流的阻礙作用反映電感對(duì)電流的阻礙作用反映電容對(duì)電流的阻礙作用反映電容對(duì)電流的阻礙作用電阻：

14、電阻：電感：電感：電容：電容：， 0， 0)(|iuIUZZ當(dāng)當(dāng) X 0，稱，稱Z呈感性；呈感性；當(dāng)當(dāng) X r，則)1j(1)1j(LCLCrCLrCLZ導(dǎo)納導(dǎo)納Y 為為)1j(LCLCrY)1j()j(j12121CLrLrCZZZZZCrLZ0)1j(LCLCrY 由上式可以看做數(shù)值為由上式可以看做數(shù)值為 的電阻和的電阻和L、C并聯(lián)，并聯(lián)，則電路可以等效為則電路可以等效為)1j(LCLCrYLCLC1,1000即則電路諧振時(shí)，諧振頻率為則電路諧振時(shí)，諧振頻率為CrLRZ0rLLRQ000諧振阻抗為：諧振阻抗為：品質(zhì)因數(shù)為：品質(zhì)因數(shù)為：)1( j1LCR：Y與此式做對(duì)比例例 如圖所示電路，求

15、諧振時(shí)電壓如圖所示電路，求諧振時(shí)電壓U0和和IC 。 9.1 9.1 雙口網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)方程雙口網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)方程二、教學(xué)內(nèi)容：二、教學(xué)內(nèi)容：1、介紹、介紹Y參數(shù)方程、參數(shù)方程、Z參數(shù)方程、參數(shù)方程、A參數(shù)方程參數(shù)方程2、理解、理解H參數(shù)方程參數(shù)方程三、教學(xué)難點(diǎn)、重點(diǎn)：三、教學(xué)難點(diǎn)、重點(diǎn)：1、了解、了解Y參數(shù)方程、參數(shù)方程、Z參數(shù)方程、參數(shù)方程、A參數(shù)方程的形式；參數(shù)方程的形式；2、理解、理解H參數(shù)方程的形式。參數(shù)方程的形式。 課堂小結(jié)：課堂小結(jié)： 對(duì)線性雙口網(wǎng)絡(luò)N，有9.1.3 H 參數(shù)方程參數(shù)方程 對(duì)于給定的雙口網(wǎng)絡(luò)，若以對(duì)于給定的雙口網(wǎng)絡(luò)，若以 和和 作為自變量，以作為自變量，以 和和 為因變量，則可得到如下為因變量，則可得到如下H方程：方程：1I2U1U2I2121111UhIhU2221212UhIhI h11、h12、h21和h22稱為網(wǎng)絡(luò)的H參數(shù)。 H參數(shù)中有為阻抗，導(dǎo)納，還有比例系數(shù)，故常稱H參數(shù)為混合參數(shù)。 （阻抗）011112UIUh（系數(shù)）021121IUUh（系數(shù)）012212UIIh（導(dǎo)納）022221IUIhH方程各參數(shù)：方程各參數(shù)：212221121121UIhhhhIUH方程的矩陣形式為方程的矩陣形式為令矩陣令矩陣22211211hhhhH則有則有2121UIHIU2121111UhIhU2221212UhIhI H H參數(shù)經(jīng)常用在分析三極