电路分析 教学课件 作者 孙盾 第五章　.ppt

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1、26385-04A第五章　一阶电路的瞬态分析第一节　概　　述第二节　换路定则和初始条件第三节　一阶电路的零输入响应第四节　一阶电路的零状态响应第五节　一阶电路的全响应和三要素法第六节　一阶电路的阶跃响应第七节　一阶电路的冲激响应第八节　一阶奇异电路第九节　任意波形激励下的响应——卷积第十节　应用示例26385-04A第一节　概　　述1)经典法(电路时域分析法)：根据电路列写关于响应x(t)的微分方程，在时域直接求解微分方程，求出其特解和通解，并由初始条件决定其积分常数。2)运算法(电路复频域分析法)：应用拉

2、普拉斯变换得到关于响应X(s)的复频域代数方程，解出X(s)后再经拉普拉斯反变换，最后得到x(t)。3)积分法：利用卷积积分，在时域中直接求解任意函数激励下的零状态响应。26385-04A第一节　概　　述4)状态变量法：适当选择一组状态变量，将一个n阶微分方程变换为n个一阶微分方程组，即状态方程，然后求解状态方程最后得到响应。26385-04A第二节　换路定则和初始条件一、换路定则二、初始条件的确定26385-04A一、换路定则当电感电压uL为有限值时，电感中的磁链ψL和电流IL在换路瞬间保持连续。可见，在换路的

3、瞬间，电感可看做一个电流值为IL的电流源。如果IL=0，即t=0-时电流为零的电感，在换路瞬间可相当于开路。26385-04A二、初始条件的确定1)已知或求得换路前瞬间的uC(0-)和iL(0-)后，可直接利用换路定则得到换路后瞬间的uC(0+)和iL(0+)。2)求出以后，在t=0+时刻的等效电路中，电容元件用电压为uC(0+)的电压源替代，电感元件用电流为iL(0+)的电流源替代，各独立电源取t=0+时刻的值，然后可利用基尔霍夫定律和欧姆定律推求t=0+时其余元件的电压、电流的初值。3)当电容、电感上的电压、

4、电流给定关联参考方向时，应有iC=CduCdt,uL=LdiLdt26385-04A图　5-126385-04A图　5-226385-04A当t<0时，S闭合已久，电容C1、C2相当于开路，电感L相当于短路，则有26385-04A第三节　一阶电路的零输入响应一、RC电路的零输入响应二、RL电路的零输入响应26385-04A一、RC电路的零输入响应图　5-326385-04A一、RC电路的零输入响应26385-04A一、RC电路的零输入响应图　5-426385-04A一、RC电路的零输入响应表5-1　指数函数的衰减

5、与τ的关系26385-04A一、RC电路的零输入响应图　5-526385-04A图　5-6一、RC电路的零输入响应26385-04A一、RC电路的零输入响应26385-04A二、RL电路的零输入响应图　5-726385-04A二、RL电路的零输入响应图　5-826385-04A第四节　一阶电路的零状态响应一、直流激励下RC串联电路的零状态响应二、直流激励下RL串联电路的零状态响应三、正弦交流激励下RL串联电路的零状态响应26385-04A一、直流激励下RC串联电路的零状态响应图　5-926385-04A一、直流激

6、励下RC串联电路的零状态响应26385-04A一、直流激励下RC串联电路的零状态响应图　5-1026385-04A二、直流激励下RL串联电路的零状态响应图　5-1126385-04A二、直流激励下RL串联电路的零状态响应26385-04A图　5-12二、直流激励下RL串联电路的零状态响应26385-04A5-13.TIF二、直流激励下RL串联电路的零状态响应26385-04A二、直流激励下RL串联电路的零状态响应26385-04A三、正弦交流激励下RL串联电路的零状态响应26385-04A三、正弦交流激励下RL串

7、联电路的零状态响应26385-04A2)换路时，若ψu=φ±90°，则由式(5-38)~式(5-40)可知26385-04A第五节　一阶电路的全响应和三要素法1)fp(t)：一阶线性常系数微分方程的特解，即一阶动态电路在激励作用下的强迫响应。2)f(0+)：换路后瞬间响应的初始值。3)τ：时间常数(s)。26385-04A第五节　一阶电路的全响应和三要素法图　5-1426385-04A第五节　一阶电路的全响应和三要素法26385-04A图　5-15第五节　一阶电路的全响应和三要素法26385-04A图　5-16第

8、五节　一阶电路的全响应和三要素法26385-04A第六节　一阶电路的阶跃响应一、阶跃函数二、阶跃响应三、脉冲序列响应26385-04A一、阶跃函数26385-04A一、阶跃函数图　5-19一、阶跃函数图　5-20一、阶跃函数图　5-21一、阶跃函数图　5-22一、阶跃函数26385-05B二、阶跃响应图　5-2326385-05B图　5-24二、阶跃响应26385-05