电工与电子学课件-第三章电路的暂态分析

电工与电子学课件-第三章电路的暂态分析•暂态分析的基本概念•一阶电路的暂态分析•二阶电路的暂态分析•三相电路的暂态分析•非正弦周期电流电路的暂态分析•线性电路暂态过程的计算机分析01暂态分析的基本概念瞬态与稳态瞬态电路从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态的过程，其特点是电路中的电流或电压随时间变化稳态电路达到稳定状态后，电流或电压保持恒定，不再随时间变化暂态时间01暂态时间从电路受到扰动开始，到电路达到新的稳态所需的时间02暂态时间的长度取决于电路的参数和扰动的性质暂态过程的产生010203电路受到扰动电路参数的变化非线性元件的出现如开关的闭合或断开、电如电阻、电容、电感等元如二极管、晶体管等非线容器的充电或放电等件值的改变性元件在特定条件下会出现暂态过程02一阶电路的暂态分析一阶电路的响应瞬态响应一阶电路在输入信号的作用下，电路中电压或电流随时间变化的特性稳态响应在一阶电路中，当时间趋于无穷大时，电路中电压或电流达到稳定状态的值零输入响应定义当一阶电路中没有输入信号时，电路中电压或电流由于电路自身特性的变化而产生的响应特点与电路的初始状态有关，与输入信号无关零状态响应定义在一阶电路中，当电路的初始状态为零时，由于输入信号的作用而产生的电压或电流响应特点与输入信号的种类和幅度有关，与电路的初始状态无关完全响应定义一阶电路中，由于输入信号和自身特性的共同作用而产生的电压或电流响应特点等于零输入响应和零状态响应之和，即完全响应=零输入响应+零状态响应03二阶电路的暂态分析二阶电路的响应零输入响应零状态响应全响应当输入为零时，电路的响当电路的初始状态为零时，同时考虑初始状态和输入应完全取决于电路的初始电路的响应完全取决于输信号的响应状态入信号无阻尼自由振荡无阻尼自由振荡是指二阶电路在无阻尼自由振荡的频率由电路的无阻尼自由振荡的幅度会逐渐减没有外部能量输入的情况下，仅固有频率决定，与外部激励无关小，最终趋向于零由电路本身的储能元件（如电感、电容）维持的振荡欠阻尼状态欠阻尼状态是指二阶电路在阻尼作用下的工作状态，此时电路的阻尼系数小于1在欠阻尼状态下，电路将产生衰减的振荡，振荡频率仍由电路的固有频率决定随着时间的推移，欠阻尼状态的振荡幅度将逐渐减小并趋向于零过阻尼状态和临界阻尼状态过阻尼状态是指二阶电路在阻在过阻尼状态下，电路不会产临界阻尼状态是过阻尼和欠阻尼作用下的工作状态，此时电生振荡，而是直接过渡到稳态尼状态的过渡状态，此时电路路的阻尼系数大于1值的阻尼系数等于104三相电路的暂态分析三相电源的表示方法相量表示法将三相电压和电流用复数表示，以简化计算过程波形图表示法通过图形表示三相电压和电流的波形，直观地展示其变化规律三相电源的连接方式星形连接三相电源的三个末端连接在一起作为公共端，各相电压从公共端引出三角形连接三相电源的三个末端分别连接在一起，各相电压从连接点引出三相电路的分析方法基尔霍夫定律瞬时值分析法适用于三相电路的分析，包括电压定根据三相电路中各相电压和电流的瞬律和电流定律时值，计算各量之间的相互关系相量分析法通过相量图和相量方程式对三相电路进行解析，简化计算过程05非正弦周期电流电路的暂态分析非正弦周期电流电路的分析方法频域分析法将非正弦周期函数展开成傅里叶级时域分析法数，将电路问题转化为正弦稳态电路问题通过建立电路的微分方程，求解得到电流和电压的瞬态响应复数分析法利用复数表示非正弦周期函数，简化计算过程非正弦周期函数的分解傅里叶级数分解三角函数分解复指数函数分解将非正弦周期函数表示为一系列将非正弦周期函数表示为一系列将非正弦周期函数表示为一系列正弦函数和余弦函数的线性组合三角函数的线性组合复指数函数的线性组合非正弦周期电流电路的计算计算瞬态响应通过求解微分方程，得到电流和电压的瞬态响应计算稳态响应通过求解正弦稳态电路问题，得到电流和电压的稳态响应计算功率和能量根据瞬态和稳态响应，计算非正弦周期电流电路的功率和能量06线性电路暂态过程的计算机分析拉普拉斯变换法在暂态分析中的应用拉普拉斯变换法是一种将时域函数转通过拉普拉斯逆变换，可以得到时域换为复频域函数的数学工具，广泛应中的暂态响应，进一步分析电路的性用于电路分析和控制系统的研究中能和稳定性在暂态分析中，拉普拉斯变换法可以将电路中的时域响应转换为复频域函数，从而方便地求解出电路的暂态响应MATLAB在暂态分析中的应用MATLAB是一种功能强大的数值在暂态分析中，MATLAB可以用MATLAB还提供了丰富的函数库计算软件，广泛应用于电路分析来建立电路模型、进行数值计算和工具箱，方便用户进行电路设和仿真中和仿真实验，从而得到电路的暂计和分析态响应暂态分析的其它计算机软件PSpicePSpice是一种电子电路仿真软件，可以对电路进行暂态分析和稳态分析MultisimMultisim是一种基于Windows的电路仿真软件，可以进行电路设计和仿真实验LTSpiceLTSpice是一种用于模拟和仿真电子电路的软件，可以对电路进行暂态分析和稳态分析THANKS感谢观看。