一、暫態(tài)
1、暫態(tài)的定義、產(chǎn)生的原因
電路的工作狀態(tài)包括:穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)。
穩(wěn)態(tài):指電路中的電壓和電流在給定的條件下已達(dá)到某一穩(wěn)態(tài)值(對(duì)交流來(lái)講是其幅值達(dá)到穩(wěn)定),如第一、二章所述的電路。
暫態(tài):指電路在過(guò)渡過(guò)程中的工作狀態(tài)。
(1) 概念:
過(guò)渡過(guò)程:從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)過(guò)渡到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的中間過(guò)程稱為過(guò)渡過(guò)程,亦稱其為暫態(tài)過(guò)程。
(2) 過(guò)渡過(guò)程產(chǎn)生的原因
① 內(nèi)因:系統(tǒng)中的能量不能發(fā)生躍變。電路中的電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能不能發(fā)生躍變是電路產(chǎn)生過(guò)渡過(guò)程的根本原因。
② 外因或條件:換路。即開(kāi)關(guān)接通、斷開(kāi),電路的參數(shù)變化,電源電壓變化等等是電路產(chǎn)生過(guò)渡過(guò)程的外部條件。
2、研究電路暫態(tài)的目的
① 認(rèn)識(shí)和掌握其規(guī)律,在生產(chǎn)上充分利用暫態(tài)過(guò)程的特性:如利用電路的暫態(tài)過(guò)程產(chǎn)生特定波形的電信號(hào),如鋸齒波,三角波,尖脈沖波等,應(yīng)用于電子線路。
② 同時(shí)預(yù)防它所產(chǎn)生的危害:如防止電路產(chǎn)生過(guò)電壓或過(guò)電流損壞用電設(shè)備,如電感線圈中的暫態(tài)過(guò)程產(chǎn)生過(guò)電壓使開(kāi)關(guān)產(chǎn)生電弧或擊穿線圈絕緣;電容電路過(guò)渡過(guò)程產(chǎn)生過(guò)電流使電流表?yè)p壞等等。
二、換路定則
電源(開(kāi)關(guān))的接通與斷開(kāi)或電路結(jié)構(gòu)、參數(shù)的發(fā)生突變統(tǒng)稱為換路。
t=0
換路時(shí)刻(瞬間)
t=0_
換路前終了瞬間,一般看作穩(wěn)態(tài) u(0-),i(0-)
t=0+
換路后初始瞬間,變化開(kāi)始時(shí)刻 u(0+),i(0+)
電感任意時(shí)刻存儲(chǔ)的磁場(chǎng)能
―i:任意時(shí)刻流過(guò)電感的電流。
電容任意時(shí)刻存儲(chǔ)的電場(chǎng)能
―u:任意時(shí)刻電容兩端的電壓。
根據(jù)能量不能躍變,在電路中有:
(a) 電感中的電流不能躍變:
(b) 電容兩端的電壓不能躍變:
換路定則: