当前位置:文档之家› 任务3.3动态电路的测试和分析

任务3.3动态电路的测试和分析

(2)根据换路后的电路,将电容和电感分别用电压 源和电流源代替,其值分别等于uC(0+)和iL(0+),画出 t=0+时刻的等效电路。
(3)根据t=0+时刻的等效电路,利用KCL、KVL和 欧姆定律求出电路中其他元件或支路上的电压或电流的
初始值u(0+)和i(0+)。注意,独立源则取t=0+时的值。
2020/8/3
9
【例3-2】图3.12(a)所示电路中,US=50V, R1=20Ω,R2=30Ω,开关断开前电路处于稳定 状态,试求开关断开瞬间的uC(0+)和iC(0+)。
解:选定电流和电压的参考方向,如图3.22(a) 所示。
开关S断开前,电容在直流稳定状态下相当于开路,电容C两端的 电压就是电阻R2两端的电压,即
解:选定电流和电压的参考方向,如图 3.13(a)所示。
开关S闭合前,电感在直流稳定状态 下相当于短路,流过电1 R2
20 64
2(A)
开关闭合时,根据换路定律,可得
iL 0 iL 0 2A
根据KVL有
解得 uL 0 US iL 0 R1
US iL (0 )R1 uL (0 ) 0
iC (0 ) iC (0 )
注意:电路在换路时,只有电容上的电压和电感中的电流是 不能跃变的,电路中其他的电压和电流是可以跃变的。
2020/8/3
8
3.初始值计算
(1)根据换路前的电路稳态求出t=0-时电路中的电容 电 压 uC(0-) 和 电 感 电 流 iL(0-) , 然 后 再 利 用 换 路 定 律 uC(0+)=uC(0-)、iL(0+)=iL(0-)确定出t =0+时的电容电压uC(0+) 和电感电流iL(0+)。
③电感支路在开关闭合瞬间,电感两端的电压是否会产生跃变?为 什么?
【想一想】 在开关闭合瞬间,流过电阻支路、电容支路和电感支路的电流
是否会产生跃变?结合电阻元件、电容元件和电感元件的特性,分析 它们的原因。
2020/8/3
6
1.动态电路的概念
稳定状态:电路中的电压与电流恒定不变,或者随时间 按周期规律变化的电路。其状态是稳定的。

③电感支路上电感两端电压
变化情况:

图3.11 电阻支路上灯泡、电容支路和电感 支路上电容和电感两端电压的变化时序图
2020/8/3
5
实训流程:
(4)结合电阻元件、电容元件和电感元件的特性,回答下列问题:
①电阻支路在开关闭合瞬间,电阻两端的电压是否会产生跃变?为 什么?
②电容支路在开关闭合瞬间,电容两端的电压是否会产生跃变?为 什么?
20 26 8(V)
2020/8/3
12
实训流程:
(1)按图3.14(a)所示接好测试电路图。Us是提供10V的稳压电源。 S为双掷开关,仿真测试时,其切换控制可由默认的空格键 (Key=Space)进行控制。XSC1为示波器,双击图表可打开示波器面 板,可对时间轴、A和B通道的比例、位置进行设置。移动游标指针T1、 T2可测定某一时刻的电压值。
2020/8/3
7
2.换路定律
具有电容的电路,在换路后的一瞬间,如果电容中的 电流保持为有限值,则电容上的电压应当保持换路前一瞬 间的原有值而不能跃变,即:电容上的电压不能跃变。
uC (0 ) uC (0 )
具有电感的电路,在换路后的一瞬间,如果电感两端 的电压保持为有限值,则电感中的电流应当保持换路前一 瞬间的原有值而不能跃变,即:电感中的电流不能跃变。
2020/8/3
3
实训流程:
(2)合上开关,观察三个灯泡发光的情况,并回答下列问题:
①开关J1闭合时,电阻支路上的灯泡X1 立即(立即/延时)发光,
且亮度 不变(化变化/不变化),说明该支路
(不存存在在/不存在)
动态变化过程。
②开关J1闭合时,电容支路上的灯泡X2由 亮 (亮/暗)逐级变为
(亮/暗暗),最后
和电感支路电容两端和电感两端在开关J1闭合瞬间及其以后的电压变化情
况,(图3.11为测量所得的电压变化参考图,其中XSC1、XSC2和XSC3为
电阻支路、电容支路、电感支路上的灯泡两端、电容两端和电感两端的电压
变化情况),并分析:
①电阻支路上灯泡两端电压
变化情况:

②电容支路上电容两端电压
变化情况:
人民邮电出版社
➢ 任务3.1 电容器的认识和使用 ➢ 任务3.2 电感器的认识和使用 ➢ 任务3.3 动态电路的测试和分析
2020/8/3
2
实训流程:
(1)按图3.10所示接好测试电路图。其中X1、X2、X3是额定电压 6V,额定功率3.6W的小灯泡。V1是提供6V的稳压电源。图中的电 阻为200mΩ,电容为1mF/10V的电解电容,电感为50mH。J1为 开关。
暂态过程:稳定状态向另一个稳定状态转变的过程。 或者叫做过渡过程。
从实训3-3中我们可以发现,含有储能元件(如电容、电感)的电 路中,当电路状态发生变化(如开关切换、电源变化、电路变动、元件 参数改变等)时,存在暂态过程(过渡过程)。
动态电路:存在暂态过程(过渡过程)的电路。
换路:电路状态的变化。 一般假定:换路是瞬间完成的。
uC
0
R2 R1 R2
US
30 20 30
50
30(V)
当开关断开时,根据换路定律,可得
uC 0 uC 0 30V
电路在t=0时刻的等效电路,如图3.22(b)所示,此时C等效为电压源。
2020/8/3
10
【例3-2】图3.12(a)所示电路中,US=50V, R1=20Ω,R2=30Ω,开关断开前电路处于稳定 状态,试求开关断开瞬间的uC(0+)和iC(0+)。
解:选定电流和电压的参考方向,如图3.22(a) 所示。
根据KVL,可得
iC
0
i1 0
US
uc (0 ) R1
50 30 1(A) 20
2020/8/3
11
【例3-3】图3.13(a)所示电路中,US=20V, R1=6Ω,R2=4Ω,求开关闭合瞬间流过电感 的电流iL(0+)和电感两端的电压uL(0+)。
(能/不能)能 进入稳定过程,说明该支路
(存在/不存在存)在动态变化过程。
③开关J1闭合时,电感支路上的灯泡X3由 暗 (亮/暗)逐级变为
(亮/暗亮),最后
(能/不能)能 进入稳定过程,说明该支路
(存在/不存在存)在动态变化过程。
2020/8/3
4
实训流程:
(3)用示波器测量电阻支路的灯泡两端(可认为是电阻两端)、电容支路
相关主题