电工电子技术第十讲24星期四教学课件.pptxVIP

电工电子技术第十讲2005.3.24星期四非正弦周期电路的计算（续）RC电路的瞬态分析第一页，共三十九页。 非正弦周期信号作用下线性电路的计算用叠加原理计算非正弦线性电路时可按以下步骤进行 （1）将给定的非正弦电压或电流分解为直流分量和一系列频率不同的正弦分量之和。 （2）让直流分量和各正弦分量单独作用，求出相应的电压和电流。要注意不同的频率下的感抗和容抗是不一样的。 （3）将各个频率的电压或电流的瞬时值表达式叠加起来就可得到所求得结果。思考：不同频率的量能用相量求和吗？上页下页返回翻页第二页，共三十九页。已知：求电流 。+RLtOT/2TC- 直流分量：例1: 方波信号激励的RLC串联电路中解：第一步：将激励信号展开为傅里叶级数第三页，共三十九页。(k为偶数)0U1=-=2Uπm(coskω t)(k为奇数)m0πkkπ（k为奇数）谐波分量：第四页，共三十九页。t+++T/2T+----O等效电源第五页，共三十九页。代入已知数据：得直流分量基波最大值三次谐波最大值五次谐波最大值角频率第六页，共三十九页。(1) 直流分量 U0 作用：I0+U0-U0作用的等效电路 电压源各频率的谐波分量为 第二步 对各种频率的谐波分量单独计算 对直流，电容相当于断路；电感相当于短路。所以输出的直流分量为：第七页，共三十九页。R+L-C(2) 基波作用第八页，共三十九页。R+L-C(3) 三次谐波作用第九页，共三十九页。R+L-C(4) 五次谐波作用第十页，共三十九页。..o=I1.70A3m..oo.=-I0.278.8A=+I0.485.3A5m1m 第三步 各谐波分量计算结果瞬时值叠加第十一页，共三十九页。已知：+CR-+R-例2: 有一RC并联电路，求：各支路中的电流和两端电压。解：(1) 直流分量 IS0 作用第十二页，共三十九页。+CR-(2) 基波 作用所以交流分量 i1 基本不通过电阻R这条支路。第十三页，共三十九页。在电容上的交流压降可以忽略不计I0(mA)+t++CRCRC-Ri(mA)-i(mA)tt 因此在这里电容对直流相当于开路，对交流起到了旁路的作用。这一作用在交流放大电路中我们将得到应用。第十四页，共三十九页。计算非正弦周期交流电路应注意的问题o1. 最后结果只能是瞬时值叠加。不同频率正弦量不能用相量（有效值）相加。+=+++IIII......Iω013 ω5 ω2. 不同频率对应的 XC、XL不同。第十五页，共三十九页。2.5.5 非正弦周期电流电路平均功率利用三角函数的正交性，整理得：第十六页，共三十九页。 结论： 平均功率＝直流分量的功率＋各次谐波的平均功率例1: 试计算例5.4.1电路中的平均功率解:根据5.4.1电路已计算出电流和电压为:第十七页，共三十九页。平均功率为:第十八页，共三十九页。2.6 一阶电路的瞬态分析 概述 换路定律2.6.2RC电路的瞬态分析2.6.3RL电路的瞬态分析返回第十九页，共三十九页。 概述： 1.电路的稳态和暂态电路中的激励和响应均是恒定量或按某种周期规律变化，电路的这种工作状态称为稳态。稳态：什么是电路暂态呢 暂态是相对稳定状态而言的。返回翻页第二十页，共三十九页。RRS当开关闭合时t=0暂态（过渡）过程:+S+CuC=USuC=0原稳态 新稳态 C––uC=USuC=0电路处于稳态++USUSuC––USt0暂态稳态稳态返回翻页第二十一页，共三十九页。iL当开关闭合时RSSUSiL =++RuLUSLiL––USRt0iLRt=0++uLUSL––iL=0暂态稳态稳态返回翻页第二十二页，共三十九页。 1）电路接通电源或从电源断开、短路；换路 2）电路参数或电路结构改变。对于有储能元件(L、C )的电路,当：电路中的 u、i 发生改变，电路从一种稳定状态变化到另外一种新的稳定状态，这种变化是不能瞬间完成的，需要经历一个过渡过程。电路在过渡过程中的工作状态常称为暂态。 返回翻页第二十三页，共三十九页。电容C存储电场能量:1WC = CuC22不能突变uCWC不能突变!1WL= LiL2电感L储存磁场能量:2WL不能突变iL不能突变!2、电路产生暂态的原因 储能元件 C、L 储存与释放能量需要一定的时间(一个过程--过渡过程）： 返回翻页第二十四页，共三十九页。 u C(0+) = u C(0-) iL(0+) = iL(0-)uC， iL 说明：换路定律仅适用于换路瞬间，用以确定暂态过程的初始值。t=0-t=0+t0 换路定律uC、iL 在换路瞬间不能突变。1. 换路定律 设t=0时进行换路，换路前的终了时刻用 t=0- 表示，换路后的初始时刻用 t=0+ 表示。t=0- 和 t=0+ 在数值 上都等于0。用数学公式来表示：返回翻页第二