中南民族大学电子信息工程学院
1、先求开路电压Uoc
4I150?+200I1–50?50?I150?I1+++100?40V100?40VUoc–––
100I1?200I1?100I1?40
I1?0.1A
Uoc?100I1?10V
2、采用开路电压、短路电流法求Req
50?+200I1–50?50?I150?+100Isc+40V?40VIsc––Isc?40/100?0.4A
RUoceq?I?10/0.4?25? sc3、得到等效电路
Req25?IL+RUoc10VL5?–+50V–
IL?10?5025?5?6030?2A
P2L?5IL?5?4?20W
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第五章 电容元件与电感元件
5.1、本章主要内容:
本章主要讲解动态元件(电容与电感)的VCR,记忆性与连续性,为动态电路的时域分析打基础. 5.2、注意:
1、在关联参考方向下: 电容VCR微分表达式:i(t)?Cdu(t)dt 电感VCR微分表达式:u(t)?Ldi(t)dt
由VCR的微分表达式可以看出:
在直流电路中,电容相当于开路(IC=0),电感相当于短路(UL=0)
2、电容VCR积分表达式:ut1tC(t)?uC(0)?C?ti(?)d?
0电感VCR积分表达式:i1tL(t)?iL(t0)?L?tu(?)d?
0由VCR的积分表达式可以看出:
电容电压不突变、电感电流不突变. 电容和电感均为记忆元件. 5.3、典型例题:
例1:电路如图所示,求电流电容的i、功率P(t)和储能W(t).
ius(t)/V+2us(t)C0.5F-
012t /s解: 根据电容VCR微分表达式:i(t)?Cdu(t)dt可以得到: i/A?0 t?01i(t)?Cdu(t)?s?1 0?t?1sdt????1 1?t?2s12??0 t?2s
-1 t/s-
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p(t)?u(t)i(t)??0 t?0?2t 0?t?1s????2t?4 1?t?2s??0 t?2s1WC(t)?Cu2(t)?2?0 t?0?2?t 0?t?1s??2?(t?2) 1?t?2s?0 t?2s?2p/W吸收功率0-2WC/J112t /s释放功率012t /s
可以看出理想电容储存和释放能量,不消耗能量.
例2:电路中开关S原来处于闭合状态,经过很长时间后,打开开关S,求开关
断开瞬间电流i 的值?
i+10V1K4KCS-iC+uC-
解:由电容VCR微分表达式:i(t)?Cdu(t)可知,开关闭合的很长一段时间里,电容相dt当于开路,电容两端的电压为4K电阻上的压降UC=8V.
i+10V-1Ki4K1K+8V-+uC-+10V-
S闭合时的等效电路 S断开瞬间的等效电路
开关S断开的瞬间,由电容VCR积分表达式:uC(t)?uC(t0)?1ti(?)d?,可知电?t0C容电压不突变,根据替代定理,在S闭合的瞬间电容用8V的电压源替代。
则断开瞬间 i?
10?8?2mA 1K 11
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第六章 一阶电路
6.1、本章主要内容:
本章主要讲解一阶电路的时序分析法:包括零输入响应,零状态响应,全响应的三要素法. 6.2、注意:
1、零输入响应的物理意义:动态元件初始能量的释放过程(放电过程). 2、零状态响应的物理意义:动态元件吸收能量的过程(充电过程). 3、一阶RC、LC电路时间常数??的意义和表达式.
4、一阶电路的全响应=零输入响应+零状态响应.(从物理意义去记忆公式) 5、一阶电路三要素法的公式.
6、换路前后电路的结构发生了变化,画电路时要特别注意. 6.3、典型例题:
例1:电路如图所示,换路前电路已稳定,t=0时刻K闭合,求iC(t)、uC(t)
K3A4?0.3FiC+uC-2?
分析:本题考查三要素法分析一阶RC动态电路中的全响应的分析方法.先求初值、稳态值,后求时间常数?,然后带入三要素法的公式即可.
1、求初始值u(0+)
先画出0-时刻电路,开关K断开,电路处于稳定直流状态,C相当于开路.
3A4?+uC-
0-时刻等效电路
uC(0-)=12V
由电容电压不突变可知,uC(0+)=uC(0-)=12V
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2、求稳态值uC(?)
3A4?
uC(?)-+2?
t??时刻等效电路
特别注意:经过一段过渡时间,电路会达到一个新的稳定直流状态,C相当于开路,但是由于开关已经闭合,电路结构已经发生改变。
2?4=4V uC(?)=3?2+43、求时间常数??
Req=2?44?? 2+43Req是从动态元件看进去的戴维宁等效电路的内阻
电路中不含受控源,将独立源置零后,从动态元件看进去的等效电阻R就是2个电阻并联
? =ReqC?0.4S
4、根据三要素法公式,带入数据即可得解.
-t uC(t) =uC(?)+[ uC(0+)-uC(?)]e?t?0
uC(t) =4+8e-2.5t; iC(t) =Cdu(t);dtt?0
t?0
iC(t) =-6e-2.5t;
t?0
思考:本题如将3A电流源的方向该为向下,其他不变,求解之
提示:注意参考方向
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