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课程名称:电工技术 任课教师:牛新闻 第3章 电路的暂态分析 计划学时:6学时 教学目的和要求: 1. 理解电路的暂态和稳态、零输入响应、零状态响应、全响应的概念，以及时间常数的物理意义。 2. 掌握换路定则及初始值的求法。 3. 掌握一阶线性电路分析的三要素法。 重点: 1. 换路定则及初始值的求法。 2. 一阶线性电路分析的三要素法。 难点: 一阶线性电路分析的三要素法 作业思考题: 作业： 3.2.1，3.2.2，3.3.3，3.4.1，3.4.3，3.4.5，3.6.2，3.6.4 思考： 3.4.4，3.6.1，3.6.5， 46
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第3章 电路的暂态分析
引言：
在前几章讨论的电阻元件电路中，一旦接通电源或断开电源时，电路中电压、电流立即达到稳定值，称电路处于稳定状态。但当电路中含有电容元件或电感元件时，情况有所不同。例如同学们在物理学中观察过的电容充放电实验，当电源接通后，电容上的电压逐渐增加到稳定值，而电路中的电流逐渐衰减到零，电路需要经过一定的短暂时间才能过渡到稳态，也就是说需要有一个从一种稳态变化到另一种稳态的过渡过程，亦称暂态过程。
鉴於电路暂态过程中的一些特殊现象，需要对电路的暂态过程进行分析研究。
1. 电路暂态分析的主要内容：
(1) 暂态过程中电压、电流随时间变化的规律。 (2) 影响暂态过程快慢的电路的时间常数。 2. 研究暂态过程的实际意义—用其利、避其害
(1) 利用电路暂态过程产生特定波形的电信号如锯齿波、三角波、尖脉冲等，应用于电子电路。
(2) 暂态过程开始的瞬间可能产生过电压、过电流使电气设备或元件损坏，因此要控制、预防电路暂态过程可能产生的危害。
直流电路、交流电路都存在暂态过程, 我们讲课的重点是直流电路的暂态过程。
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§3.1 电阻元件、电感元件与电容元件 一、电阻元件
把电能转换成热能的耗能元件，称电阻元件。
电阻丝、白炽灯等能把电能转换成热能，具有耗能性质，所以用理想 元件—电阻来表示这种性质，用R表示。在电路理论中，R也用来表示电阻元件的参数。
1．伏安关系
根据欧姆定律: u?iR
即电阻元件上的电压与通过的电流成线性关系，定义电阻元件的电阻值为：R=u/i，单位为欧姆（Ω）。 2．能量转换
电阻的能量 W??0uidt??0Ri2dt?0
表明电能全部消耗在电阻上，转换为热能散发。 二、电感元件
储存磁场能量的元件，称电感元件。
当电感线圈中有电流流过时，将产生磁场，具有储存磁场能量的性质，当内阻很小可以忽略不计时，可以用理想的储能元件—电感来表示这种性质，用L表示。在电路理论中，L也用来表示电感元件的参数—电感量，简称为电感。
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1. 定义
理想的电感线圈（内阻R = 0，无漏磁）如图所示：
电流通过一匝线圈产生磁通Φ，电流通过N匝线圈产生磁通链ψ?NΦ，并储存磁场能量，定义电感线圈电感:
L?ψNΦ(H) ?ii 电感的单位是亨利（H）或毫亨（mH）, 1mH=10-3 H，磁通的单位是韦伯（Wb）。
L为常数的电感称为线性电感; L不为常数的电感称为非线性电感。 线圈的电感与线圈的尺寸、匝数以及附近的介质的导磁性能等有关：
μSN2L?(H)
l式中：S — 线圈横截面积（m2）
l —线圈长度（m） N —线圈匝数
μ—介质的磁导率（H/m） 2.自感电动势与伏安关系
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