電工與電子學課件-第三章電路的暫態分析暫態分析的基本概念一階電路的暫態分析二階電路的暫態分析三相電路的暫態分析非正弦周期電流電路的暫態分析線性電路暫態過程的計算機分析暫態分析的基本概念01電路從一個穩定狀態過渡到另一個穩定狀態的過程，其特點是電路中的電流或電壓隨時間變化。瞬態電路達到穩定狀態后，電流或電壓保持恒定，不再隨時間變化。穩態瞬態與穩態0102暫態時間暫態時間的長度取決于電路的參數和擾動的性質。暫態時間：從電路受到擾動開始，到電路達到新的穩態所需的時間。如開關的閉合或斷開、電容器的充電或放電等。電路受到擾動電路參數的變化非線性元件的出現如電阻、電容、電感等元件值的改變。如二極管、晶體管等非線性元件在特定條件下會出現暫態過程。030201暫態過程的產生一階電路的暫態分析02一階電路在輸入信號的作用下，電路中電壓或電流隨時間變化的特性。在一階電路中，當時間趨于無窮大時，電路中電壓或電流達到穩定狀態的值。一階電路的響應穩態響應瞬態響應定義當一階電路中沒有輸入信號時，電路中電壓或電流由于電路自身特性的變化而產生的響應。特點與電路的初始狀態有關，與輸入信號無關。零輸入響應在一階電路中，當電路的初始狀態為零時，由于輸入信號的作用而產生的電壓或電流響應。定義與輸入信號的種類和幅度有關，與電路的初始狀態無關。特點零狀態響應定義一階電路中，由于輸入信號和自身特性的共同作用而產生的電壓或電流響應。特點等于零輸入響應和零狀態響應之和，即完全響應=零輸入響應+零狀態響應。完全響應二階電路的暫態分析03當輸入為零時，電路的響應完全取決于電路的初始狀態。零輸入響應當電路的初始狀態為零時，電路的響應完全取決于輸入信號。零狀態響應同時考慮初始狀態和輸入信號的響應。全響應二階電路的響應無阻尼自由振蕩的頻率由電路的固有頻率決定，與外部激勵無關。無阻尼自由振蕩的幅度會逐漸減小，最終趨向于零。無阻尼自由振蕩是指二階電路在沒有外部能量輸入的情況下，僅由電路本身的儲能元件（如電感、電容）維持的振蕩。無阻尼自由振蕩欠阻尼狀態是指二階電路在阻尼作用下的工作狀態，此時電路的阻尼系數小于1。在欠阻尼狀態下，電路將產生衰減的振蕩，振蕩頻率仍由電路的固有頻率決定。隨著時間的推移，欠阻尼狀態的振蕩幅度將逐漸減小并趨向于零。欠阻尼狀態過阻尼狀態是指二階電路在阻尼作用下的工作狀態，此時電路的阻尼系數大于1。在過阻尼狀態下，電路不會產生振蕩，而是直接過渡到穩態值。臨界阻尼狀態是過阻尼和欠阻尼狀態的過渡狀態，此時電路的阻尼系數等于1。過阻尼狀態和臨界阻尼狀態三相電路的暫態分析04三相電源的表示方法相量表示法將三相電壓和電流用復數表示，以簡化計算過程。波形圖表示法通過圖形表示三相電壓和電流的波形，直觀地展示其變化規律。三相電源的三個末端連接在一起作為公共端，各相電壓從公共端引出。星形連接三相電源的三個末端分別連接在一起，各相電壓從連接點引出。三角形連接三相電源的連接方式

三相電路的分析方法基爾霍夫定律適用于三相電路的分析，包括電壓定律和電流定律。相量分析法通過相量圖和相量方程式對三相電路進行解析，簡化計算過程。瞬時值分析法根據三相電路中各相電壓和電流的瞬時值，計算各量之間的相互關系。非正弦周期電流電路的暫態分析05通過建立電路的微分方程，求解得到電流和電壓的瞬態響應。時域分析法將非正弦周期函數展開成傅里葉級數，將電路問題轉化為正弦穩態電路問題。頻域分析法利用復數表示非正弦周期函數，簡化計算過程。復數分析法非正弦周期電流電路的分析方法三角函數分解將非正弦周期函數表示為一系列三角函數的線性組合。傅里葉級數分解將非正弦周期函數表示為一系列正弦函數和余弦函數的線性組合。復指數函數分解將非正弦周期函數表示為一系列復指數函數的線性組合。非正弦周期函數的分解通過求解微分方程，得到電流和電壓的瞬態響應。計算瞬態響應通過求解正弦穩態電路問題，得到電流和電壓的穩態響應。計算穩態響應根據瞬態和穩態響應，計算非正弦周期電流電路的功率和能量。計算功率和能量非正弦周期電流電路的計算線性電路暫態過程的計算機分析06

拉普拉斯變換法在暫態分析中的應用拉普拉斯變換法是一種將時域函數轉換為復頻域函數的數學工具，廣泛應用于電路分析和控制系統的研究中。在暫態分析中，拉普拉斯變換法可以將電路中的時域響應轉換為復頻域函數，從而方便地求解出電路的暫態響應。通過拉普拉斯逆變換，可以得到時域中的暫態響應，進一步分析電路的性能和穩定性。MATLAB是一種功能強大的數值計算軟件，廣泛應用于電路分析和仿真中。在暫態分析中，MATLAB可以用來建立電路模型、進行數值計算和仿真實驗，從而得到電路的暫態響應。MATLAB還提供了豐富的函數庫和工具箱，方便用戶進行電路設計和分析。MATLAB在暫態分析中的應用MultisimMultisim是一種基于Windows的電路仿真軟件，可以進行電路設計和仿真實驗。LTSpi