-电路的暂态分析

Posted

tags:

篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了-电路的暂态分析相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

3.1 电阻元件、电感元件与电容元件

3.2 储能元件和换路定则

3.3 RC电路的响应

3.4 一阶线性电路暂态分析  的三要素法

3.5 微分电路与积分电路

3.6 RL电路的响应


 

3.1.2 电感元件

  线圈的匝数N愈多,其电感愈大;线圈中单位电流产生的磁通愈大,电感也愈大。

  电感:单位电流产生的磁链。

 

技术分享技术分享

 

感应电动势eL:具有阻碍电流变化的性质。

电感元件是储能元件,不是耗能元件

电流 i 与磁通Φ、感应电动势 eL与磁通Φ的参考方向之间均符合右螺旋定则。

当电流变化率为零,即线圈通过恒定电流时,电感端电压为零,故电感元件对直流电路视作短路。

电感元件能量:  技术分享

在直流电路中,电感的电流不为零。

直流电路中电感相当于短路。


 

电容:单位电压下 存储的电荷。

电压变化率为零时,即电压为恒定电压时,流过电容电流为零,故电容对直流电路视作开路

技术分享技术分享

电容元件是储能元件(存储电场能),不是耗能元件

电容分为无极性 和 有极性。

直流电路中电容相当于断路

直流电路中电容电压不为零

 

技术分享

 


 3.2 储能元件和换路定则

 3.2.1 电路中产生暂态过程的条件与原因

 

暂态过程:电路从一种稳态变化到另一种稳态的 过渡过程。

研究暂态过程的目的:认识和掌握这种客观存在的物理现象的规律,既 要充分利用暂态过程的特性,同时也必须预防它所产生的危害。

 

电路暂态分析的内容:

  1.讨论暂态过程中电压与电流随时间变化的规律。

  2.影响暂态过程快慢的电路时间常数。

 

原稳态    --->   新稳态   的过渡过程,就是暂态过程

技术分享

 

换路:电路的接通、断开、短路、电压改变或参数改变等,使电路中的能量发生变化。

 

换路瞬间由于储能元件的能量不能跃变而产生。

 

电感(存储磁场能)元件中储有的磁能 不能跃变,因此电流  iL不能跃变。

电容(存储电场能)元件中储有的电能 不能跃变,因此电压  uC不能跃变。

 

3.2.2 换路定则

换路定则:电路换路瞬间,电感元件中的电流电容元件上的电压不能跃变。

 能量的存储和释放是需要一个过程的。  储能元件的能量不能突变。

换路定则仅适用于换路瞬间,用来确定t = 0+时电路中电容电压电感电流之值,即暂态过程的初始值

初始值分为独立初始条件非独立初始条件

 

求解微分方程是有一些边界条件的。

⒈ 独立初始条件uC(0+)与iL(0+)的确定

⑴画出t = 换路前 (0-的等效电路,稳定状态下:

  • 电容元件视作开路,求开路电压uC(0–);
  • 电感元件视作短路,求短路电流iL(0–)。

⑵根据换路定则:

 

技术分享

技术分享

 

在 换路前后, 电感电流和电容电压 没有变化,其他的是把电感等效成电流源,电容等效成电压源 计算出来的。

技术分享

 


3.3 RC电路的响应

  经典法:根据激励(电源电压或电流),通过求解电路的微分方程得出电路的响应(电压和电流)。

3.3.1 RC电路的零输入响应

 零输入响应:无电源激励,输入信号为零,仅由电容元件的初始状态 uC(0+) 所产生的电路的响应。

 实质:分析RC电路的放电过程

技术分享

 

技术分享 

(4)电路中其他物理量也随时间按指数规律变化,且为同一个时间常数。

电路中暂态过程同时发生、同时消失,且电路中各响应具有相同的时间常数。

经过 t =5T的时间,就足可认为电路达到稳态。

工程上认为 t =  3-  5 t 电路就可认为达到稳态。

 

3.3.2 RC电路的零状态响应

零状态响应:换路前电容无初始储能,换路后仅由电源激励所产生的电路的响应。

实质:分析RC电路的充电过程。

技术分享

 

以上是关于-电路的暂态分析的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

以时频信号为例,分析常规傅立叶变换、短时傅立叶变换在暂态过程(非稳态信号)处理中的不足和小波变换的优

电路原理

配电网络模型对电网暂态稳定性的影响及其机理研究

基于 SIMULINK 的气隙局部放电仿真技术研究

浅析电子元器件-TVS管功效最佳化

双馈风电机组备用容量控制策略研究