電工電子技術(shù)十五規(guī)劃教材課件

第3章三相電路的應(yīng)用與電路的暫態(tài)分析

本章內(nèi)容為次重點教學內(nèi)容，對應(yīng)教材第3、4章；學習本章應(yīng)重點理解三相電壓的形式及其特點，能對簡單的三相電路進行計算；理解動態(tài)電路初始值、時間常數(shù)、零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)、全響應(yīng)等動態(tài)電路分析基本概念，能運用三要素法求解簡單電路，懂得安全用電的初步知識。

第3章三相電路的應(yīng)用與電路的暫態(tài)分析本章內(nèi)容為次重第3章第1部分

在本次課中，我們將介紹三相交流發(fā)電機的原理、三相電壓的特點、對稱三相電路的分析方法等。第3章第1部分在本次課中，我們將介紹三相交流發(fā)電相關(guān)知識點與學習目標

本課涉及三相電壓的形式及其特點、三相電源的聯(lián)接方式、對稱三相電路的特點

3個知識點，通過本課學習，應(yīng)懂得應(yīng)用實踐中將多個正弦電源組合應(yīng)用的必要性，理解三相電壓的形式及其特點，掌握三相電源星形聯(lián)接、三角形聯(lián)接的方法及其特點相關(guān)知識點與學習目標本課涉及三相電壓的形式及其特點、一．三相電壓的產(chǎn)生

工藝上保證定子與轉(zhuǎn)子之間磁感應(yīng)強度沿定子內(nèi)表面按正弦規(guī)律分布。在各相繞組的始端和末端間產(chǎn)生隨時間按正弦規(guī)律變化的感應(yīng)電壓

三相電壓由三相交流發(fā)電機產(chǎn)生

其發(fā)電原理是電磁感應(yīng)（變化的磁場產(chǎn)生變化的電場）

定子的槽中嵌有三組繞阻，每組稱為一相，分別稱為A相、B相和C相

定子轉(zhuǎn)子是一個磁極，當轉(zhuǎn)子以角速度ω順時針旋轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生變化的磁場，將在三相繞組產(chǎn)生感應(yīng)電壓一．三相電壓的產(chǎn)生工藝上保證定子與轉(zhuǎn)子之間磁感應(yīng)強度沿定歷史背景歷史背景三相發(fā)電機三相發(fā)電機

繞組的始端之間或末端之間彼此相隔120°。當轉(zhuǎn)子以角速度ω順時針旋轉(zhuǎn)時，將在三相繞組產(chǎn)生頻率相同、幅值相同，彼此間的相位相差120°的三相電壓

定子

轉(zhuǎn)子

三相電壓的時間表達式

三相電壓的相量表達式

三個頻率相同、幅值相同、彼此相位相差120°的電壓，稱為對稱三相電壓

三相電路中的電源一般都是對稱的繞組的始端之間或末端之間彼此相隔120°。當轉(zhuǎn)子以角速度

對稱三相電壓的相量圖及波形如圖3-1-2、圖3-1-3

三相電壓的時間表達式

三相電壓的相量表達式

上述三相電壓到達正幅值（或相應(yīng)零值）的先后次序稱為相序。

圖3-1-2示三相電壓的相序為A→B→C，稱為正序或順序。與此相反，如B相超前A相120°，C相超前B相120°，這種相序稱為負序或逆序。今后如無特殊聲明，均按正序處理由相量式知，上面定義的三相電壓的相量和為0對稱三相電壓的相量圖及波形如圖3-1-2、圖3-1-3電工電子技術(shù)十五規(guī)劃教材課件電壓源的連接方式電壓源的連接方式對稱三相負載連接對稱三相負載連接二．三相繞組的星形聯(lián)接三相電源相當于三個獨立的正弦電源

在實踐應(yīng)用中，三相發(fā)電機的三相繞組一般都要按某種方式聯(lián)接成一個整體后再對外供電

如果把發(fā)電機的三個定子繞組的末端聯(lián)接在一起，對外形成A、B、C、N四個端，稱為星形聯(lián)接

星形聯(lián)接的三相電源（簡稱星形電源）的每一相電壓（火線與零線間的電壓）稱為相電壓，其有效值用UA、UB、UC表示，一般通用Up表示。中點N引出的導線稱為中線或零線A、B、C三端分別向外引出三根導線，稱為端線，俗稱火線

相電壓的定義如式3-1-1

，相量圖如圖3-1-2二．三相繞組的星形聯(lián)接三相電源相當于三個獨立的正弦電源在相電壓、線電壓都是同頻率的正弦量，相量圖如圖3-1-5（MATLAB仿真分析圖）（解釋）

相電壓的有效值用UA、UB、UC表示，一般通用Up表示。相電壓的定義如式3-1-1

，相量圖如圖3-1-2中點N引出的導線稱為中線或零線A、B、C三端端線俗稱火線

端線A、B、C之間的電壓（火線與火線之間的電壓）稱為線電壓，其有效值用UAB、UBC、UCA表示，一般通用Ul表示。圖中假定相電壓有效值為220V

可見，三相線電壓也是一組對稱正弦量，線電壓超前相電壓30O

，有相電壓、線電壓都是同頻率的正弦量，相量圖如圖3-1-5（MA電工電子技術(shù)十五規(guī)劃教材課件三．對稱Y-Y聯(lián)接三相電路

三相負載也有星形接法。星形電源常與星形負載聯(lián)接（Y-Y聯(lián)接）

各相負載的電流稱為相電流，端線中的電流稱為線電流

若每相負載都相同，稱為對稱負載

對稱三相電源和對稱三相負載相聯(lián)接，稱為對稱三相電路

三相電源向外引出了四根導線，所以這種輸電方式為三相四線制Y-Y聯(lián)接三相電路中，線電流等于相電流三．對稱Y-Y聯(lián)接三相電路三相負載也有星形接法。星形電源

在對稱Y-Y電路中，負載中點與電源中點是等電位點（解釋，見書P105），各相電路相互獨立，三相電路可歸結(jié)為單相（通常為A相）的計算（例題、下一例題

）

因為負載中點與電源中點是等電位點，所以在對稱Y-Y電路中，流過中線的電流為0，如同開路（解釋），中性線在許多場合下可以不要。

這種輸電方式稱為三相三線制在對稱Y-Y電路中，負載中點與電源中點是等電位點（解釋，電工電子技術(shù)十五規(guī)劃教材課件四．三相繞組的三角形聯(lián)接如果將發(fā)電機的三個定子繞組的始端，末端順次相接再從各聯(lián)接點向外引出三根導線，稱為三角形聯(lián)接一般情況下，三角形聯(lián)接的三相電源電壓是對稱的，所以，回路電壓相量之和為零

必須指出，三相電源各繞組作三角形聯(lián)接時，每相始端、末端應(yīng)聯(lián)接正確，否則三個相電壓之和不為零，在回路內(nèi)將形成很大的電流而燒壞繞組

相量圖如圖3-1-7三角形接法沒有中點，對外只有三個端子顯然，三角形聯(lián)接的三相電源的線電壓、相電壓相同四．三相繞組的三角形聯(lián)接如果將發(fā)電機的三個定子繞組的始端，末五．對稱△-△聯(lián)接三相電路

三相對稱△-△聯(lián)接三相電路如下圖

相電流可由相電壓相量求出，根據(jù)基爾霍夫電流定律的相量形式，可以寫出線電流與相電流間的關(guān)系（解釋），由此可做出電流相量圖如上（MATLAB仿真分析圖

由于每相負載直接聯(lián)接在每相電源的兩端線之間，所以三角形聯(lián)接的線電壓等于相電壓但線電流并不等于相電流可見，線電流也是一組對稱正弦量，線電流滯后相電流30O線電流相電流有效值關(guān)系【例1】(書P109-例3.3.2)五．對稱△-△聯(lián)接三相電路三相對稱△-△聯(lián)接三相電路如下電工電子技術(shù)十五規(guī)劃教材課件六．本部分的重點

重點：

三相電壓的特點、對稱三相電路的分析七．思考題1

思考題2六．本部分的重點電工電子技術(shù)十五規(guī)劃教材課件第三章第2部分

在本次課中，我們將介紹三相電路的功率、三相電路的計算、發(fā)電、輸電及工業(yè)企業(yè)配電及安全用電等。第三章第2部分在本次課中，我們將介紹三相電路的功率、三相相關(guān)知識點與學習目標

本課涉及對稱三相電路的計算、工業(yè)企業(yè)配電與安全用電2個知識點，通過本課學習，能對簡單的對稱三相電路進行計算，了解工業(yè)企業(yè)配電及安全用電知識。相關(guān)知識點與學習目標本課涉及對稱三相電路的計算、工業(yè)上一課內(nèi)容回顧

三相電源有星形、三角形兩種聯(lián)接方式，三相負載也存在星形、三角形兩種聯(lián)接方式，負載星形聯(lián)接的三相電路線電流等于相電流，電壓相量圖如左上：在對稱Y-Y三相電路中，負載中點與電源中點是等電位點，流過中線的電流為零，每相電路相互獨立，對稱Y-Y三相電路可歸結(jié)為單相的計算

負載三角形聯(lián)接的三相電路線電壓等于相電壓，電流相量圖如右上。

對稱△-△三相電路也可歸結(jié)為單相的計算。上一課內(nèi)容回顧三相電源有星形、三角形兩種聯(lián)接方式，三相負一．三相電路的功率

每相不但相電壓有效值相等，相電流有效值相等，而且每相電壓與電流的相位差也相等，所以，有功功率可表示為

正弦交流電路中功率的守恒性也適用于三相交流電路一個三相負載吸收的有功功率應(yīng)等于其各相所吸收的有功功率之和，一個三相電源發(fā)出的有功功率等于其各相所發(fā)出的有功功率之和

對稱三相電路中每組響應(yīng)都是與激勵同相序的對稱量一．三相電路的功率每相不但相電壓有效值相等，相電流有效值

因此，無論對稱星形接法或?qū)ΨQ三角形接法，三相電路總有功功率為

對于對稱星形接法對于對稱三角形接法無功功率可表示為

視在功率可表示為

因此，無論對稱星形接法或?qū)ΨQ三角形接法，三相電路總有功功二．三相電路的計算

對于對稱三相電路，可取一相來計算。單相的計算電路圖，就是基本元件組成的串聯(lián)交流電路可通過幾個例題理解

對于非對稱三相電路，應(yīng)對每一相單獨計算，可通過幾個例題理解二．三相電路的計算對于對稱三相電路，可取一相來計算。書上P108-例3.3.1書上P108-例3.3.1書上P109-例3.3.2書上P109-例3.3.2書P109-例3.3.3書P109-例3.3.3三．發(fā)電、輸電發(fā)電廠是利用發(fā)電機產(chǎn)生電能的各種發(fā)電廠中的發(fā)電機幾乎都是三相同步發(fā)電機，它也分為定子和轉(zhuǎn)子兩個基本組成部分。定子由機座、鐵心和三相繞組等組成，常稱為電樞

一般發(fā)電廠均大多建在產(chǎn)煤地區(qū)或水力資豐富的地區(qū)附近，較為偏遠。發(fā)電廠生產(chǎn)的電能要用高壓輸電線送到用電地區(qū)，然后再降壓分配各用戶可觀看一個典型的輸電線路圖

三．發(fā)電、輸電發(fā)電廠是利用發(fā)電機產(chǎn)生電能的各種發(fā)電廠中的發(fā)電四．工業(yè)企業(yè)配電

一般工業(yè)企業(yè)設(shè)有中央變電所和車間變電所（小規(guī)模的企業(yè)往往只有一個變電所）。中央變電所接受送來的電能，然后分配到各車間，再由車間變電所或配電箱（配電板）將電能分配給各用電設(shè)備。這便是工業(yè)企業(yè)配電問題

低壓配電線路的聯(lián)接方式主要是放射式和樹干式兩種

樹干式配電線路如上放射式配電線路如右四．工業(yè)企業(yè)配電一般工業(yè)企業(yè)設(shè)有中央變電所和車間變電所（五．安全用電由于不慎觸及帶電體，產(chǎn)生觸電事故，將使人體受到各種不同的傷害，根據(jù)傷害性質(zhì)可分為電擊和電傷兩種

電擊是指電流通過人體，使內(nèi)部器官組織受到損傷。如果受害者不能迅速擺脫帶電體，則最后會造成死亡事故

電傷是指在電弧作用下或熔斷時，對人體外部的傷害，如燒傷、金屬濺傷等人體觸電主要有以下兩種方式接觸正常帶電體、接觸正常不帶電體（大多數(shù)）

為了防止接觸正常不帶電體而意外觸電，對電氣設(shè)備常采用保護接地和保護接零（接中性線）的保護裝置五．安全用電由于不慎觸及帶電體，產(chǎn)生觸電事故，將使人體受到各（1）保護接地

為了人身安全和電力系統(tǒng)工作的需要，要求電氣設(shè)備采取接地措施。

將與電力系統(tǒng)的中點或電氣設(shè)備金屬外殼聯(lián)接的金屬導體埋入地中，并直接與大地接觸，稱為接地。在中性點不接地的低壓系統(tǒng)中，將電氣設(shè)備不帶電的金屬外殼接地，稱為保護接地，具體如上圖

人體接觸不帶電金屬而觸電時，因存在保護接地，人體電阻與接地電阻并聯(lián)，而通常人體電阻遠大于接地電阻，所以通過人體的電流很小，不會有危險

若沒有實施保護接地，那么人體觸及外殼時，人體電阻與絕緣電阻串聯(lián)，故障點流入地的電流大小決定于這一串聯(lián)電路。當絕緣下降時，其絕緣電阻減小，就有觸電的危險（1）保護接地為了人身安全和電力系統(tǒng)工作的需要，要求電（2）工作接地、保護接零

出于運行及安全的需要，常將電力系統(tǒng)的中點接地，這種接地方式稱為工作接地。

在中點接地的系統(tǒng)中，不宜采用保護接地（解釋），應(yīng)采用保護接零。

在低壓系統(tǒng)中，將電氣設(shè)備的金屬外殼接到零線（中線）上，稱為保護接零在三相四線制系統(tǒng)中為了確保設(shè)備外殼對地電壓為零而專設(shè)一根保護零線。工作零線在進入建筑物入口處要接地，進戶后再另專設(shè)一保護零線。這樣三相四線制就成為三相五線制（解釋）

（2）工作接地、保護接零出于運行及安全的需要，常將電力系電工電子技術(shù)十五規(guī)劃教材課件六．本部分的重點

重點：三相電路的計算六．本部分的重點第3章第3部分

在本次課中，我們將介紹暫態(tài)的概念、一階RC電路初始值的計算、一階RC電路零輸入響應(yīng)的求解。第3章第3部分在本次課中，我們將介紹暫態(tài)的概念、一階RC相關(guān)知識點與學習目標

本課涉及什么是暫態(tài)、電壓電流初始值的計算2個知識點，通過本課學習，應(yīng)理解電容、電感元件的動態(tài)特性，理解換路、初始值等動態(tài)電路的基礎(chǔ)概念、初步理解動態(tài)電路電壓、電流初始值的計算方法。相關(guān)知識點與學習目標本課涉及什么是暫態(tài)、電壓電流初始一．暫態(tài)的引入

電感電流（電容電壓）依舊保持不變；其它參數(shù)將發(fā)生跳變。

由電感、電容的相量模型知：電感兩端電流、電容兩端電壓不能跳變

上圖中假定接通前瞬間電容電壓為5V、US為10V；接通后瞬間電容電壓保持5V不變，電流發(fā)生跳變。

在含有電感或電容的電路中，若電路參數(shù)突然發(fā)生變化

之后，由電容元件積分式，電容電壓將上升并最終穩(wěn)定一．暫態(tài)的引入電感電流（電容電壓）依舊保持不變；其它參數(shù)在直流激勵或正弦激勵下，含動態(tài)元件的電路經(jīng)過一段時間，最終將處于穩(wěn)定工作狀態(tài)（簡稱穩(wěn)態(tài)），相應(yīng)的響應(yīng)稱為穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。

把電路的結(jié)構(gòu)或參數(shù)發(fā)生的突然變化統(tǒng)稱為換路，且認為換路是即刻完成。

當電路發(fā)生換路時，將使電路改變原來的工作狀態(tài)，這種轉(zhuǎn)變需要經(jīng)歷一個過程，稱為暫態(tài)過程。在直流激勵或正弦激勵下，含動態(tài)元件的電路經(jīng)過一段時間，最終將二．暫態(tài)的本質(zhì)暫態(tài)過程的產(chǎn)生是由于物質(zhì)所具有的能量不能躍變、能量的積累或衰減需要一定時間而造成的

嚴格意義上講，電路中任何形式的能量改變必然導致電路進入暫態(tài)過程暫態(tài)過程是一種客觀存在，只是當暫態(tài)時間相對實際要求可以忽略時，認為電路的能量改變沒有導致電路進入暫態(tài)，這便是理想電阻電路的基本特征

以前所分析的是電路的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)；本課開始介紹電路的暫態(tài)過程分析二．暫態(tài)的本質(zhì)暫態(tài)過程的產(chǎn)生是由于物質(zhì)所具有的能量不能躍變、三．暫態(tài)過程計算的一般方法

可通過電容（電感）元件的伏安關(guān)系微分表達式建立電路的微分方程

用電路理論求出電路微分方程的初始條件利用微分方程的初始條件求出微分方程的最終解三．暫態(tài)過程計算的一般方法可通過電容（電感）元件的伏安關(guān)四．一階RC電路初始值的計算

1、概述

設(shè)換路在t=0時刻進行，并把換路前的最終時刻記作t=0-，換路后的最初時刻記作t=0+，換路經(jīng)歷的時間為0-到0+。0+與0、0與0-之間的間隔都趨于零。初始時刻（t=0+）電路響應(yīng)（電壓、電流）及其導數(shù)在t=0+的值，稱為初始值。

在換路前后的瞬間，如果電容元件的電流為有限值，則電容電壓不能躍變。如果電感元件的電壓為有限值，則電感電流不能躍變。這一結(jié)論稱為換路定則（解釋）：四．一階RC電路初始值的計算

1、概述設(shè)換路在t=0時刻

電容電壓和電感電流稱為一個動態(tài)電路的獨立初始條件除了電容電壓和電感電流不能躍變外，其余電壓電流都是可以躍變的電容電壓和電感電流稱為一個動態(tài)電路的獨立初始條件2．一階RC電路初始值的計算方法第一步：由換路定則求出一階RC電路的uC（0+）

通過作出t=0-時刻的等效電路（解釋，書P121），由基爾霍夫電壓、電流定律和歐姆定律等電路基本定律來解出電容電壓uC（0-）由換路定則寫出uC（0+）第二步：求出動態(tài)電路中的非獨立初始條件

通過作出t=0+時刻的等效電路（解釋,書P121），用電路分析的方法求出動態(tài)電路中的非獨立初始條件。可通過一個例題理解(書P121-例4.1.1，例4.1.2)

下一例題2．一階RC電路初始值的計算方法第一步：由換路定則求出一階R五．一階RC電路零輸入響應(yīng)

動態(tài)電路在沒有電源作用的情況下，由電路的初始儲能所產(chǎn)生的響應(yīng)，稱為零輸入響應(yīng)。

一階RC電路是指電路中只含有一個電容儲能元件或可等效為一個電容儲能元件的線性電路；一階RC電路的零輸入響應(yīng)是指無電源激勵，輸入信號為零的一階RC電路，由電容元件的初始狀態(tài)uC(0+)所產(chǎn)生的電路的響應(yīng)。

開關(guān)S在位置1上時，電源對電容元件充電。當開關(guān)S從位置1撥到位置2，電路即處于零輸入狀態(tài)（沒有電源激勵，輸入信號為零）五．一階RC電路零輸入響應(yīng)動態(tài)電路在沒有電源作用的情況下

根據(jù)基爾霍夫電壓定律，列出t≥0時的電路微分方程可求出圖示一階RC電路中電容上的電壓響應(yīng)為（解釋）：

電路的電流為（請注意參考方向）根據(jù)基爾霍夫電壓定律，列出t≥0時的電路微分方程可求出一階RC電路中電容上的電壓響應(yīng)為（解釋）：

電路的電流為

可見，uC和i都是按同樣指數(shù)規(guī)律衰減的。其衰減的快慢取決于指數(shù)中1/RC的大小把RC的乘積稱為時間常數(shù)（解釋）

。時間常數(shù)只取決于RC電路的參數(shù)R和C，與電路的初始儲能無關(guān)，它反映了電路本身的固有性質(zhì)時間常數(shù)符號如右一階RC電路中電容上的電壓響應(yīng)為（解釋）：電路的電流為一階RC電路零輸入響應(yīng)（解釋）

一階RC電路零輸入響應(yīng)反映了電容元件的放電過程理論上電容電壓要經(jīng)過無限長的時間才能衰減到零值，但實際上經(jīng)過3～5可通過幾個例題理解，書P126-例4.2.1

可學習求解一階RC電路零輸入響應(yīng)的幾個步驟

已衰減到初始值uC（0）的5%～0.7%，可以認為暫態(tài)過程已經(jīng)結(jié)束了一階RC電路零輸入響應(yīng)（解釋）一階RC電路零輸入響應(yīng)反映書P126-例4.2.1書P126-例4.2.1第3章第4部分

在本次課中，我們將介紹一階RC電路零狀態(tài)響應(yīng)、全響應(yīng)的求解；一階RL電路暫態(tài)分析。第3章第4部分在本次課中，我們將介紹一階RC電路零狀態(tài)響相關(guān)知識點與學習目標

本課涉及一階RC、RL電路暫態(tài)分析知識點，通過本課學習，能對一階RC、RL電路進行簡單分析。

相關(guān)知識點與學習目標本課涉及一階RC、RL電路暫態(tài)分一．上一課回顧

1、一階RC電路初始值的計算

uC（0+）=2V

iC（0+）=-1A左圖所示電路，換路前電路已工作了很長一段時間，t=0時開關(guān)S打開，求換路后的電容電壓uC（0+）電容電流iC（0+）一．上一課回顧

1、一階RC電路初始值的計算uC（0+）

根據(jù)基爾霍夫電壓定律，列出t≥0時的電路微分方程可求出圖示一階RC電路中電容上的電壓響應(yīng)為（解釋）：

電路的電流為（請注意參考方向）2、一階RC電路零輸入響應(yīng)根據(jù)基爾霍夫電壓定律，列出t≥0時的電路微分方程可求出二．一階RC電路零狀態(tài)響應(yīng)

動態(tài)電路在零初始狀態(tài)下，由初始時刻施加于電路的電源激勵所產(chǎn)生的響應(yīng)，稱為零狀態(tài)響應(yīng)。在左圖中，假定在t=0時將開關(guān)合上，則在t<0時，電路電源未接通，電路沒有工作，電容初始儲能為0，電路處于零狀態(tài)，相應(yīng)的響應(yīng)稱為零狀態(tài)響應(yīng)。

一階RC電路在換路前電容電壓uC(0-)=0。在此條件下，由電源激勵所產(chǎn)生的電路的響應(yīng)，稱為一階RC電路的零狀態(tài)響應(yīng)二．一階RC電路零狀態(tài)響應(yīng)動態(tài)電路在零初始狀態(tài)下，由初始

根據(jù)基爾霍夫電壓定律，列出t≥0時的電路微分方程并求解可得左圖所示一階RC電路中電容上的電壓響應(yīng)為（解釋）：

電阻上的電壓及電流為根據(jù)基爾霍夫電壓定律，列出t≥0時的電路微分方程并求解一階RC電路零狀態(tài)響應(yīng)（解釋）可學習求解一階RC電路零狀態(tài)響應(yīng)的幾個步驟可通過幾個例題理解

一階RC電路零狀態(tài)響應(yīng)反映了電容元件的充電過程理論上要經(jīng)過無限長的時間電容充電才結(jié)束；實際上經(jīng)過3～5

已充電到穩(wěn)態(tài)值的95%～99.3%，可以認為暫態(tài)過程已經(jīng)結(jié)束了一階RC電路零狀態(tài)響應(yīng)（解釋）可學習求解一階RC電路零狀態(tài)響書P128-例4.2.2書P128-例4.2.2三．一階RC電路全響應(yīng)

動態(tài)電路在非零狀態(tài)下，外加激勵作用下的響應(yīng)稱為全響應(yīng)。

零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)都屬于全響應(yīng)的特殊情況

一階RC電路在換路前電容電壓uC(0-)=U0。換路后，輸入激勵和初始狀態(tài)均不為零，此時的響應(yīng)為全響應(yīng)三．一階RC電路全響應(yīng)動態(tài)電路在非零狀態(tài)下，外加激勵作用

根據(jù)基爾霍夫電壓定律，列出t≥0時的電路微分方程可求出圖示一階RC電路中電容上的電壓響應(yīng)為（解釋，書P129）：

穩(wěn)態(tài)時電容上的電壓（穩(wěn)態(tài)分量）隨著時間增長而按指數(shù)規(guī)律衰減（暫態(tài)分量）全響應(yīng)=穩(wěn)態(tài)分量+暫態(tài)分量根據(jù)基爾霍夫電壓定律，列出t≥0時的電路微分方程可求出

根據(jù)基爾霍夫電壓定律，列出t≥0時的電路微分方程可求出圖示一階RC電路中電容上的電壓響應(yīng)為（解釋）：

零輸入響應(yīng)零狀態(tài)響應(yīng)全響應(yīng)=零輸入響應(yīng)+零狀態(tài)響應(yīng)上式可改寫為：可通過幾個例題理解根據(jù)基爾霍夫電壓定律，列出t≥0時的電路微分方程可求出書P129-例4.2.3書P129-例4.2.3

只含一個動態(tài)元件（或可以等效為一個動態(tài)元件）一階線性電路可用一階常微分方程來描述，電路的全響應(yīng)為強制分量（穩(wěn)態(tài)分量）與自由分量（暫態(tài)分量）的疊加。

四、三要素法的引入

只含一個動態(tài)元件（或可以等效為一個動態(tài)元件）一階

可見，在直流激勵下，一階RC動態(tài)電路的全響應(yīng)可用下面的通用式子表示，為一階RC電路電容上電壓的全響應(yīng)穩(wěn)態(tài)值初始值時間常數(shù)

三要素法也適合于一階RL動態(tài)電路的求解可見，在直流激勵下，一階RC動態(tài)電路的全響應(yīng)可用下面的通第3章第5部分

在本次課中，我們將介紹運用三要素法求解一階RC、一階RL電路；最后介紹暫態(tài)過程的利用及預(yù)防。第3章第5部分在本次課中，我們將介紹運用三要素法求解一階相關(guān)知識點與學習目標

本課涉及一階動態(tài)電路暫態(tài)分析的三要素法、暫態(tài)過程的利用及預(yù)防2個知識點，通過本課學習，應(yīng)初步掌握一階動態(tài)電路3要素分析法、懂得暫態(tài)過程是一種客觀存在，可利用暫態(tài)實現(xiàn)一些特殊的效果，也必須預(yù)防它可能造成的危害。相關(guān)知識點與學習目標本課涉及一階動態(tài)電路暫態(tài)分析的三一．三要素法的解題步驟（計算說明）

（1）由t=0-時的等效電路求得電流或電壓的初始值；（2）將電容開路、電感短路，由此電路求得t=∞時電壓或電流的穩(wěn)態(tài)值；（3）通過戴維南等效電路計算電路的時間常數(shù)τ；（4）根據(jù)式4-3-1寫出電路的響應(yīng)。可通過幾個例題理解（書P133-例題）一．三要素法的解題步驟（計算說明）（1）由t=0-時的二．一階RL電路暫態(tài)分析

可利用一階RC電路的暫態(tài)分析方法分析一階RL電路的暫態(tài)過程，具體如下：

可通過電感元件的伏安關(guān)系微分表達式建立電路的微分方程用電路理論求出電路微分方程的初始條件利用微分方程的初始條件求出微分方程的最終解也可直接用三要素求解二．一階RL電路暫態(tài)分析可利用一階RC電路的暫態(tài)分析方法一階RL電路初始值求解例題

(同書P121-例4.1.1)一階RL電路的零輸入響應(yīng)求解推導可通過一個例題理解一階RL電路的零狀態(tài)響應(yīng)求解推導可通過一個例題理解一階RL電路的全響應(yīng)可通過一個例題理解一階RL電路初始值求解例題(同書P121-例4.1.1)零輸入響應(yīng)例題，書P136-例4.4.1零輸入響應(yīng)例題，書P136-例4.4.1零狀態(tài)響應(yīng)例題，書P137-例4.4.2零狀態(tài)響應(yīng)例題，書P137-例4.4.2全響應(yīng)例題，書P138-例4.4.3全響應(yīng)例題，書P138-例4.4.3三．暫態(tài)過程的利用與預(yù)防暫態(tài)過程是電路系統(tǒng)啟動運行中的一種客觀存在，可利用電路中的暫態(tài)實現(xiàn)一些特殊的要求

由由第二章第八節(jié)內(nèi)容知內(nèi)容知，左圖穩(wěn)態(tài)為RC低通濾波器電路，低頻信號要比高頻信號更容易通過這一電路

當輸入信號u1發(fā)生改變時，電路將進入暫態(tài)

三．暫態(tài)過程的利用與預(yù)防暫態(tài)過程是電路系統(tǒng)啟動運行中的一種客

在電路的輸入端u1加上如右圖（a）示矩形脈沖，脈沖寬度為tp。適當?shù)剡x擇電路參數(shù)，使電容元件的充放電時間て〉〉tp

（即在正脈沖作用期間，電容幾乎沒有充電）那么輸出信號u2與輸入信號u1滿足近似積分關(guān)系，稱它為積分電路，數(shù)學推導如上在電路的輸入端u1加上如右圖（a）示矩形脈沖，脈沖寬度為

值得指出的是，在左圖中，若將電容元件與電阻元件位置交換一下（如右圖），便構(gòu)成另一個應(yīng)用十分廣泛的電路：微分電路（解釋）。電路的暫態(tài)過程也有其有害的一面。如【例4.4.1】中所示的一階RL電路，在開關(guān)斷開的瞬間將產(chǎn)生十幾萬伏的高壓，這將給電路帶來致命的傷害，必須設(shè)法避免。值得指出的是，在左圖中，若將電容元件與電阻元件位置交換一本章小結(jié)本章小結(jié)本章結(jié)束本章結(jié)束第3章三相電路的應(yīng)用與電路的暫態(tài)分析

本章內(nèi)容為次重點教學內(nèi)容，對應(yīng)教材第3、4章；學習本章應(yīng)重點理解三相電壓的形式及其特點，能對簡單的三相電路進行計算；理解動態(tài)電路初始值、時間常數(shù)、零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)、全響應(yīng)等動態(tài)電路分析基本概念，能運用三要素法求解簡單電路，懂得安全用電的初步知識。

第3章三相電路的應(yīng)用與電路的暫態(tài)分析本章內(nèi)容為次重第3章第1部分

在本次課中，我們將介紹三相交流發(fā)電機的原理、三相電壓的特點、對稱三相電路的分析方法等。第3章第1部分在本次課中，我們將介紹三相交流發(fā)電相關(guān)知識點與學習目標

本課涉及三相電壓的形式及其特點、三相電源的聯(lián)接方式、對稱三相電路的特點

3個知識點，通過本課學習，應(yīng)懂得應(yīng)用實踐中將多個正弦電源組合應(yīng)用的必要性，理解三相電壓的形式及其特點，掌握三相電源星形聯(lián)接、三角形聯(lián)接的方法及其特點相關(guān)知識點與學習目標本課涉及三相電壓的形式及其特點、一．三相電壓的產(chǎn)生

工藝上保證定子與轉(zhuǎn)子之間磁感應(yīng)強度沿定子內(nèi)表面按正弦規(guī)律分布。在各相繞組的始端和末端間產(chǎn)生隨時間按正弦規(guī)律變化的感應(yīng)電壓

三相電壓由三相交流發(fā)電機產(chǎn)生

其發(fā)電原理是電磁感應(yīng)（變化的磁場產(chǎn)生變化的電場）

定子的槽中嵌有三組繞阻，每組稱為一相，分別稱為A相、B相和C相

定子轉(zhuǎn)子是一個磁極，當轉(zhuǎn)子以角速度ω順時針旋轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生變化的磁場，將在三相繞組產(chǎn)生感應(yīng)電壓一．三相電壓的產(chǎn)生工藝上保證定子與轉(zhuǎn)子之間磁感應(yīng)強度沿定歷史背景歷史背景三相發(fā)電機三相發(fā)電機

繞組的始端之間或末端之間彼此相隔120°。當轉(zhuǎn)子以角速度ω順時針旋轉(zhuǎn)時，將在三相繞組產(chǎn)生頻率相同、幅值相同，彼此間的相位相差120°的三相電壓

定子

轉(zhuǎn)子

三相電壓的時間表達式

三相電壓的相量表達式

三個頻率相同、幅值相同、彼此相位相差120°的電壓，稱為對稱三相電壓

三相電路中的電源一般都是對稱的繞組的始端之間或末端之間彼此相隔120°。當轉(zhuǎn)子以角速度

對稱三相電壓的相量圖及波形如圖3-1-2、圖3-1-3

三相電壓的時間表達式

三相電壓的相量表達式

上述三相電壓到達正幅值（或相應(yīng)零值）的先后次序稱為相序。

圖3-1-2示三相電壓的相序為A→B→C，稱為正序或順序。與此相反，如B相超前A相120°，C相超前B相120°，這種相序稱為負序或逆序。今后如無特殊聲明，均按正序處理由相量式知，上面定義的三相電壓的相量和為0對稱三相電壓的相量圖及波形如圖3-1-2、圖3-1-3電工電子技術(shù)十五規(guī)劃教材課件電壓源的連接方式電壓源的連接方式對稱三相負載連接對稱三相負載連接二．三相繞組的星形聯(lián)接三相電源相當于三個獨立的正弦電源

在實踐應(yīng)用中，三相發(fā)電機的三相繞組一般都要按某種方式聯(lián)接成一個整體后再對外供電

如果把發(fā)電機的三個定子繞組的末端聯(lián)接在一起，對外形成A、B、C、N四個端，稱為星形聯(lián)接

星形聯(lián)接的三相電源（簡稱星形電源）的每一相電壓（火線與零線間的電壓）稱為相電壓，其有效值用UA、UB、UC表示，一般通用Up表示。中點N引出的導線稱為中線或零線A、B、C三端分別向外引出三根導線，稱為端線，俗稱火線

相電壓的定義如式3-1-1

，相量圖如圖3-1-2二．三相繞組的星形聯(lián)接三相電源相當于三個獨立的正弦電源在相電壓、線電壓都是同頻率的正弦量，相量圖如圖3-1-5（MATLAB仿真分析圖）（解釋）

相電壓的有效值用UA、UB、UC表示，一般通用Up表示。相電壓的定義如式3-1-1

，相量圖如圖3-1-2中點N引出的導線稱為中線或零線A、B、C三端端線俗稱火線

端線A、B、C之間的電壓（火線與火線之間的電壓）稱為線電壓，其有效值用UAB、UBC、UCA表示，一般通用Ul表示。圖中假定相電壓有效值為220V

可見，三相線電壓也是一組對稱正弦量，線電壓超前相電壓30O

，有相電壓、線電壓都是同頻率的正弦量，相量圖如圖3-1-5（MA電工電子技術(shù)十五規(guī)劃教材課件三．對稱Y-Y聯(lián)接三相電路

三相負載也有星形接法。星形電源常與星形負載聯(lián)接（Y-Y聯(lián)接）

各相負載的電流稱為相電流，端線中的電流稱為線電流

若每相負載都相同，稱為對稱負載

對稱三相電源和對稱三相負載相聯(lián)接，稱為對稱三相電路

三相電源向外引出了四根導線，所以這種輸電方式為三相四線制Y-Y聯(lián)接三相電路中，線電流等于相電流三．對稱Y-Y聯(lián)接三相電路三相負載也有星形接法。星形電源

在對稱Y-Y電路中，負載中點與電源中點是等電位點（解釋，見書P105），各相電路相互獨立，三相電路可歸結(jié)為單相（通常為A相）的計算（例題、下一例題

）

因為負載中點與電源中點是等電位點，所以在對稱Y-Y電路中，流過中線的電流為0，如同開路（解釋），中性線在許多場合下可以不要。

這種輸電方式稱為三相三線制在對稱Y-Y電路中，負載中點與電源中點是等電位點（解釋，電工電子技術(shù)十五規(guī)劃教材課件四．三相繞組的三角形聯(lián)接如果將發(fā)電機的三個定子繞組的始端，末端順次相接再從各聯(lián)接點向外引出三根導線，稱為三角形聯(lián)接一般情況下，三角形聯(lián)接的三相電源電壓是對稱的，所以，回路電壓相量之和為零

必須指出，三相電源各繞組作三角形聯(lián)接時，每相始端、末端應(yīng)聯(lián)接正確，否則三個相電壓之和不為零，在回路內(nèi)將形成很大的電流而燒壞繞組

相量圖如圖3-1-7三角形接法沒有中點，對外只有三個端子顯然，三角形聯(lián)接的三相電源的線電壓、相電壓相同四．三相繞組的三角形聯(lián)接如果將發(fā)電機的三個定子繞組的始端，末五．對稱△-△聯(lián)接三相電路

三相對稱△-△聯(lián)接三相電路如下圖

相電流可由相電壓相量求出，根據(jù)基爾霍夫電流定律的相量形式，可以寫出線電流與相電流間的關(guān)系（解釋），由此可做出電流相量圖如上（MATLAB仿真分析圖

由于每相負載直接聯(lián)接在每相電源的兩端線之間，所以三角形聯(lián)接的線電壓等于相電壓但線電流并不等于相電流可見，線電流也是一組對稱正弦量，線電流滯后相電流30O線電流相電流有效值關(guān)系【例1】(書P109-例3.3.2)五．對稱△-△聯(lián)接三相電路三相對稱△-△聯(lián)接三相電路如下電工電子技術(shù)十五規(guī)劃教材課件六．本部分的重點

重點：

三相電壓的特點、對稱三相電路的分析七．思考題1

思考題2六．本部分的重點電工電子技術(shù)十五規(guī)劃教材課件第三章第2部分

在本次課中，我們將介紹三相電路的功率、三相電路的計算、發(fā)電、輸電及工業(yè)企業(yè)配電及安全用電等。第三章第2部分在本次課中，我們將介紹三相電路的功率、三相相關(guān)知識點與學習目標

本課涉及對稱三相電路的計算、工業(yè)企業(yè)配電與安全用電2個知識點，通過本課學習，能對簡單的對稱三相電路進行計算，了解工業(yè)企業(yè)配電及安全用電知識。相關(guān)知識點與學習目標本課涉及對稱三相電路的計算、工業(yè)上一課內(nèi)容回顧

三相電源有星形、三角形兩種聯(lián)接方式，三相負載也存在星形、三角形兩種聯(lián)接方式，負載星形聯(lián)接的三相電路線電流等于相電流，電壓相量圖如左上：在對稱Y-Y三相電路中，負載中點與電源中點是等電位點，流過中線的電流為零，每相電路相互獨立，對稱Y-Y三相電路可歸結(jié)為單相的計算

負載三角形聯(lián)接的三相電路線電壓等于相電壓，電流相量圖如右上。

對稱△-△三相電路也可歸結(jié)為單相的計算。上一課內(nèi)容回顧三相電源有星形、三角形兩種聯(lián)接方式，三相負一．三相電路的功率

每相不但相電壓有效值相等，相電流有效值相等，而且每相電壓與電流的相位差也相等，所以，有功功率可表示為

正弦交流電路中功率的守恒性也適用于三相交流電路一個三相負載吸收的有功功率應(yīng)等于其各相所吸收的有功功率之和，一個三相電源發(fā)出的有功功率等于其各相所發(fā)出的有功功率之和

對稱三相電路中每組響應(yīng)都是與激勵同相序的對稱量一．三相電路的功率每相不但相電壓有效值相等，相電流有效值

因此，無論對稱星形接法或?qū)ΨQ三角形接法，三相電路總有功功率為

對于對稱星形接法對于對稱三角形接法無功功率可表示為

視在功率可表示為

因此，無論對稱星形接法或?qū)ΨQ三角形接法，三相電路總有功功二．三相電路的計算

對于對稱三相電路，可取一相來計算。單相的計算電路圖，就是基本元件組成的串聯(lián)交流電路可通過幾個例題理解

對于非對稱三相電路，應(yīng)對每一相單獨計算，可通過幾個例題理解二．三相電路的計算對于對稱三相電路，可取一相來計算。書上P108-例3.3.1書上P108-例3.3.1書上P109-例3.3.2書上P109-例3.3.2書P109-例3.3.3書P109-例3.3.3三．發(fā)電、輸電發(fā)電廠是利用發(fā)電機產(chǎn)生電能的各種發(fā)電廠中的發(fā)電機幾乎都是三相同步發(fā)電機，它也分為定子和轉(zhuǎn)子兩個基本組成部分。定子由機座、鐵心和三相繞組等組成，常稱為電樞

一般發(fā)電廠均大多建在產(chǎn)煤地區(qū)或水力資豐富的地區(qū)附近，較為偏遠。發(fā)電廠生產(chǎn)的電能要用高壓輸電線送到用電地區(qū)，然后再降壓分配各用戶可觀看一個典型的輸電線路圖

三．發(fā)電、輸電發(fā)電廠是利用發(fā)電機產(chǎn)生電能的各種發(fā)電廠中的發(fā)電四．工業(yè)企業(yè)配電

一般工業(yè)企業(yè)設(shè)有中央變電所和車間變電所（小規(guī)模的企業(yè)往往只有一個變電所）。中央變電所接受送來的電能，然后分配到各車間，再由車間變電所或配電箱（配電板）將電能分配給各用電設(shè)備。這便是工業(yè)企業(yè)配電問題

低壓配電線路的聯(lián)接方式主要是放射式和樹干式兩種

樹干式配電線路如上放射式配電線路如右四．工業(yè)企業(yè)配電一般工業(yè)企業(yè)設(shè)有中央變電所和車間變電所（五．安全用電由于不慎觸及帶電體，產(chǎn)生觸電事故，將使人體受到各種不同的傷害，根據(jù)傷害性質(zhì)可分為電擊和電傷兩種

電擊是指電流通過人體，使內(nèi)部器官組織受到損傷。如果受害者不能迅速擺脫帶電體，則最后會造成死亡事故

電傷是指在電弧作用下或熔斷時，對人體外部的傷害，如燒傷、金屬濺傷等人體觸電主要有以下兩種方式接觸正常帶電體、接觸正常不帶電體（大多數(shù)）

為了防止接觸正常不帶電體而意外觸電，對電氣設(shè)備常采用保護接地和保護接零（接中性線）的保護裝置五．安全用電由于不慎觸及帶電體，產(chǎn)生觸電事故，將使人體受到各（1）保護接地

為了人身安全和電力系統(tǒng)工作的需要，要求電氣設(shè)備采取接地措施。

將與電力系統(tǒng)的中點或電氣設(shè)備金屬外殼聯(lián)接的金屬導體埋入地中，并直接與大地接觸，稱為接地。在中性點不接地的低壓系統(tǒng)中，將電氣設(shè)備不帶電的金屬外殼接地，稱為保護接地，具體如上圖

人體接觸不帶電金屬而觸電時，因存在保護接地，人體電阻與接地電阻并聯(lián)，而通常人體電阻遠大于接地電阻，所以通過人體的電流很小，不會有危險

若沒有實施保護接地，那么人體觸及外殼時，人體電阻與絕緣電阻串聯(lián)，故障點流入地的電流大小決定于這一串聯(lián)電路。當絕緣下降時，其絕緣電阻減小，就有觸電的危險（1）保護接地為了人身安全和電力系統(tǒng)工作的需要，要求電（2）工作接地、保護接零

出于運行及安全的需要，常將電力系統(tǒng)的中點接地，這種接地方式稱為工作接地。

在中點接地的系統(tǒng)中，不宜采用保護接地（解釋），應(yīng)采用保護接零。

在低壓系統(tǒng)中，將電氣設(shè)備的金屬外殼接到零線（中線）上，稱為保護接零在三相四線制系統(tǒng)中為了確保設(shè)備外殼對地電壓為零而專設(shè)一根保護零線。工作零線在進入建筑物入口處要接地，進戶后再另專設(shè)一保護零線。這樣三相四線制就成為三相五線制（解釋）

（2）工作接地、保護接零出于運行及安全的需要，常將電力系電工電子技術(shù)十五規(guī)劃教材課件六．本部分的重點

重點：三相電路的計算六．本部分的重點第3章第3部分

在本次課中，我們將介紹暫態(tài)的概念、一階RC電路初始值的計算、一階RC電路零輸入響應(yīng)的求解。第3章第3部分在本次課中，我們將介紹暫態(tài)的概念、一階RC相關(guān)知識點與學習目標

本課涉及什么是暫態(tài)、電壓電流初始值的計算2個知識點，通過本課學習，應(yīng)理解電容、電感元件的動態(tài)特性，理解換路、初始值等動態(tài)電路的基礎(chǔ)概念、初步理解動態(tài)電路電壓、電流初始值的計算方法。相關(guān)知識點與學習目標本課涉及什么是暫態(tài)、電壓電流初始一．暫態(tài)的引入

電感電流（電容電壓）依舊保持不變；其它參數(shù)將發(fā)生跳變。

由電感、電容的相量模型知：電感兩端電流、電容兩端電壓不能跳變

上圖中假定接通前瞬間電容電壓為5V、US為10V；接通后瞬間電容電壓保持5V不變，電流發(fā)生跳變。

在含有電感或電容的電路中，若電路參數(shù)突然發(fā)生變化

之后，由電容元件積分式，電容電壓將上升并最終穩(wěn)定一．暫態(tài)的引入電感電流（電容電壓）依舊保持不變；其它參數(shù)在直流激勵或正弦激勵下，含動態(tài)元件的電路經(jīng)過一段時間，最終將處于穩(wěn)定工作狀態(tài)（簡稱穩(wěn)態(tài)），相應(yīng)的響應(yīng)稱為穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。

把電路的結(jié)構(gòu)或參數(shù)發(fā)生的突然變化統(tǒng)稱為換路，且認為換路是即刻完成。

當電路發(fā)生換路時，將使電路改變原來的工作狀態(tài)，這種轉(zhuǎn)變需要經(jīng)歷一個過程，稱為暫態(tài)過程。在直流激勵或正弦激勵下，含動態(tài)元件的電路經(jīng)過一段時間，最終將二．暫態(tài)的本質(zhì)暫態(tài)過程的產(chǎn)生是由于物質(zhì)所具有的能量不能躍變、能量的積累或衰減需要一定時間而造成的

嚴格意義上講，電路中任何形式的能量改變必然導致電路進入暫態(tài)過程暫態(tài)過程是一種客觀存在，只是當暫態(tài)時間相對實際要求可以忽略時，認為電路的能量改變沒有導致電路進入暫態(tài)，這便是理想電阻電路的基本特征

以前所分析的是電路的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)；本課開始介紹電路的暫態(tài)過程分析二．暫態(tài)的本質(zhì)暫態(tài)過程的產(chǎn)生是由于物質(zhì)所具有的能量不能躍變、三．暫態(tài)過程計算的一般方法

可通過電容（電感）元件的伏安關(guān)系微分表達式建立電路的微分方程

用電路理論求出電路微分方程的初始條件利用微分方程的初始條件求出微分方程的最終解三．暫態(tài)過程計算的一般方法可通過電容（電感）元件的伏安關(guān)四．一階RC電路初始值的計算

1、概述

設(shè)換路在t=0時刻進行，并把換路前的最終時刻記作t=0-，換路后的最初時刻記作t=0+，換路經(jīng)歷的時間為0-到0+。0+與0、0與0-之間的間隔都趨于零。初始時刻（t=0+）電路響應(yīng)（電壓、電流）及其導數(shù)在t=0+的值，稱為初始值。

在換路前后的瞬間，如果電容元件的電流為有限值，則電容電壓不能躍變。如果電感元件的電壓為有限值，則電感電流不能躍變。這一結(jié)論稱為換路定則（解釋）：四．一階RC電路初始值的計算

1、概述設(shè)換路在t=0時刻

電容電壓和電感電流稱為一個動態(tài)電路的獨立初始條件除了電容電壓和電感電流不能躍變外，其余電壓電流都是可以躍變的電容電壓和電感電流稱為一個動態(tài)電路的獨立初始條件2．一階RC電路初始值的計算方法第一步：由換路定則求出一階RC電路的uC（0+）

通過作出t=0-時刻的等效電路（解釋，書P121），由基爾霍夫電壓、電流定律和歐姆定律等電路基本定律來解出電容電壓uC（0-）由換路定則寫出uC（0+）第二步：求出動態(tài)電路中的非獨立初始條件

通過作出t=0+時刻的等效電路（解釋,書P121），用電路分析的方法求出動態(tài)電路中的非獨立初始條件?？赏ㄟ^一個例題理解(書P121-例4.1.1，例4.1.2)

下一例題2．一階RC電路初始值的計算方法第一步：由換路定則求出一階R五．一階RC電路零輸入響應(yīng)

動態(tài)電路在沒有電源作用的情況下，由電路的初始儲能所產(chǎn)生的響應(yīng)，稱為零輸入響應(yīng)。

一階RC電路是指電路中只含有一個電容儲能元件或可等效為一個電容儲能元件的線性電路；一階RC電路的零輸入響應(yīng)是指無電源激勵，輸入信號為零的一階RC電路，由電容元件的初始狀態(tài)uC(0+)所產(chǎn)生的電路的響應(yīng)。

開關(guān)S在位置1上時，電源對電容元件充電。當開關(guān)S從位置1撥到位置2，電路即處于零輸入狀態(tài)（沒有電源激勵，輸入信號為零）五．一階RC電路零輸入響應(yīng)動態(tài)電路在沒有電源作用的情況下

根據(jù)基爾霍夫電壓定律，列出t≥0時的電路微分方程可求出圖示一階RC電路中電容上的電壓響應(yīng)為（解釋）：

電路的電流為（請注意參考方向）根據(jù)基爾霍夫電壓定律，列出t≥0時的電路微分方程可求出一階RC電路中電容上的電壓響應(yīng)為（解釋）：

電路的電流為

可見，uC和i都是按同樣指數(shù)規(guī)律衰減的。其衰減的快慢取決于指數(shù)中1/RC的大小把RC的乘積稱為時間常數(shù)（解釋）

。時間常數(shù)只取決于RC電路的參數(shù)R和C，與電路的初始儲能無關(guān)，它反映了電路本身的固有性質(zhì)時間常數(shù)符號如右一階RC電路中電容上的電壓響應(yīng)為（解釋）：電路的電流為一階RC電路零輸入響應(yīng)（解釋）

一階RC電路零輸入響應(yīng)反映了電容元件的放電過程理論上電容電壓要經(jīng)過無限長的時間才能衰減到零值，但實際上經(jīng)過3～5可通過幾個例題理解，書P126-例4.2.1

可學習求解一階RC電路零輸入響應(yīng)的幾個步驟

已衰減到初始值uC（0）的5%～0.7%，可以認為暫態(tài)過程已經(jīng)結(jié)束了一階RC電路零輸入響應(yīng)（解釋）一階RC電路零輸入響應(yīng)反映書P126-例4.2.1書P126-例4.2.1第3章第4部分

在本次課中，我們將介紹一階RC電路零狀態(tài)響應(yīng)、全響應(yīng)的求解；一階RL電路暫態(tài)分析。第3章第4部分在本次課中，我們將介紹一階RC電路零狀態(tài)響相關(guān)知識點與學習目標

本課涉及一階RC、RL電路暫態(tài)分析知識點，通過本課學習，能對一階RC、RL電路進行簡單分析。

相關(guān)知識點與學習目標本課涉及一階RC、RL電路暫態(tài)分一．上一課回顧

1、一階RC電路初始值的計算

uC（0+）=2V

iC（0+）=-1A左圖所示電路，換路前電路已工作了很長一段時間，t=0時開關(guān)S打開，求換路后的電容電壓uC（0+）電容電流iC（0+）一．上一課回顧

1、一階RC電路初始值的計算uC（0+）

根據(jù)基爾霍夫電壓定律，列出t≥0時的電路微分方程可求出圖示一階RC電路中電容上的電壓響應(yīng)為（解釋）：

電路的電流為（請注意參考方向）2、一階RC電路零輸入響應(yīng)根據(jù)基爾霍夫電壓定律，列出t≥0時的電路微分方程可求出二．一階RC電路零狀態(tài)響應(yīng)

動態(tài)電路在零初始狀態(tài)下，由初始時刻施加于電路的電源激勵所產(chǎn)生的響應(yīng)，稱為零狀態(tài)響應(yīng)。在左圖中，假定在t=0時將開關(guān)合上，則在t<0時，電路電源未接通，電路沒有工作，電容初始儲能為0，電路處于零狀態(tài)，相應(yīng)的響應(yīng)稱為零狀態(tài)響應(yīng)。

一階RC電路在換路前電容電壓uC(0-)=0。在此條件下，由電源激勵所產(chǎn)生的電路的響應(yīng)，稱為一階RC電路的零狀態(tài)響應(yīng)二．一階RC電路零狀態(tài)響應(yīng)動態(tài)電路在零初始狀態(tài)下，由初始

根據(jù)基爾霍夫電壓定律，列出t≥0時的電路微分方程并求解可得左圖所示一階RC電路中電容上的電壓響應(yīng)為（解釋）：

電阻上的電壓及電流為根據(jù)基爾霍夫電壓定律，列出t≥0時的電路微分方程并求解一階RC電路零狀態(tài)響應(yīng)（解釋）可學習求解一階RC電路零狀態(tài)響應(yīng)的幾個步驟可通過幾個例題理解

一階RC電路零狀態(tài)響應(yīng)反映了電容元件的充電過程理論上要經(jīng)過無限長的時間電容充電才結(jié)束；實際上經(jīng)過3～5

已充電到穩(wěn)態(tài)值的95%～99.3%，可以認為暫態(tài)過程已經(jīng)結(jié)束了一階RC電路零狀態(tài)響應(yīng)（解釋）可學習求解一階RC電路零狀態(tài)響書P128-例4.2.2書P128-例4.2.2三．一階