第6章一阶电路ppt课件.ppt

《第6章一阶电路ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第六章一阶电路零输入响应零状态响应全响应重点掌握:稳态分量暂态分量阶跃函数冲激函数阶跃响应冲激响应§6-1动态电路的方程及其初始条件一.动态电路1.定义：由电容或电感等动态元件构成的电路称为动态电路。2.描述方程：当电路含有电感L或电容C时，电路方程是以电流或电压为变量的微分方程。3.一阶电路：由一个动态元件和电阻构成的电路称一阶电路。二.电路的过渡过程1.过渡过程：电路由一个工作状态转变到另一个工作状态需要经历的一个过程，这个过程称为过渡过程。（1）S未动作前（一个工作状态）：i=0,uC=0i=0,uC=Usi+–uCUsRC（2）S接通电源后

2、很长时间（另一个工作状态）：iUsS+–uCRC1·2（t=0）2.稳态：电路的结构或元件的参数不再发生变化，经过一段时间后的工作状态称为稳态。例如一个工作状态到另一个工作状态中的过渡过程：这中间有个过渡过程三.过渡过程产生的原因1.电路内部含有储能元件：电感L、电容C能量的储存和释放都需要一定的时间来完成2.电路结构发生变化支路接入或断开;参数变化换路四.稳态分析和动态分析的区别稳态动态换路发生很长时间换路刚发生iL、uC随时间变化代数方程组描述电路微分方程组描述电路iL、uC随时间不变1.经典法时域分析法复频域分析法时域分析法2.拉普拉斯变换法

3、3.状态变量法4.数值法五.分析方法激励u(t)响应i(t)1.换路:电路结构或参数的改变引起电路的变化称为换路。通常认为换路在t=0时刻进行；换路前瞬间称t=0-；换路后瞬间称t=0+;换路所经过时间为0－到0＋。六.电路的初始条件微分方程初始条件为t=0+时u，i及其各阶导数的值2.电路的初始条件：定义：电路换路后瞬间（t=0+)时电路元件的参数初值独立初始条件：uc(0+),iL(0+)非独立初始条件:iC(0+),uL(0＋）,uR等靠换路定则求得要记住了!靠KCL、KVL求得3.换路定则的推导令t0=0-,t=0+,得：当i()为有限值

4、时uC(0+)=uC(0-)q(0+)=q(0-)结论:换路瞬间，若电容电流保持为有限值时，则电容电压（电荷）换路前后保持不变。0iucC+-电荷守恒（1）对于线性电容：当u为有限值时:iL(0+)=iL(0-)L(0+)=L(0-)结论换路瞬间，若电感电压保持为有限值时，则电感电流（磁链）换路前后保持不变。令t0=0-,t=0+,则得：0（2）对于线性电感：iu-L+L磁通链守恒七.初始条件的确定2.非独立初始条件求解:利用独立初始条件在0+等效电路以及根据KCL、KVL的关系进行求解.3.画0+等效电路:把t=0+时电容电压和电感电流的初值

5、分别用电压源、电流源替代,方向同原假定的电容电压、电感电流相同。由此获得的计算电路称为t＝0＋时的等效电路;电压源的等效值为uc(0+);电流源的等效值为iL(0+)。1.独立初始条件根据换路定则:uc(0+)=uc(0-),iL(0+)=iL(0-)4.由0+电路求所需各变量的0+值。(2)由换路定律uC(0+)=uC(0-)=8V+-10ViiC+8V-10k0+等效电路(1)由0-电路求uC(0-)uC(0-)=8V(3)由0+等效电路求iC(0+)求iC(0+)iC(0-)=0iC(0+)+-10V+uC-10k40k例1：+-10ViiC

6、+uC-S(t=0)10k40k（t<0－时）（t>0＋时）解：iL(0+)=iL(0-)=2A例2：t=0时闭合开关S,求uL(0+)0+等效电路+uL-10V142A求初始值的步骤1.由换路前电路（稳定状态）求uC(0-)和iL(0-)。2.由换路定律得uC(0+)和iL(0+)。14iL+uL-L10VS解：（t＝0）iL(0+)=iL(0-)=ISuC(0+)=uC(0-)=RISuL(0+)=-RIS求iC(0+),uL(0+)0+等效电路uL+–iCRRIS+–IS例3：iLISLS(t=0)+–uLC+–uCRiC解：§6-

7、2一阶电路的零输入响应2.零输入响应：动态电路没有外施电源激励，仅由动态元件的初始储能引起的电路响应。1.一阶电路：仅含有一个动态元件且由一阶微分方程描的电路方程，称为一阶电路.二.RC电路零输入响应已知uC(0-)=U0iS(t=0)+–uRC+–uCR一.一阶电路的零输入响应uC=uR=Ri解:求uC（t）和i（t）.ud0CCCU)0(u0utdRC==+-RCp+1=0特征根特征方程:则由换路定则:通解:uC(0+)=uC(0-)=U0续解iS(t=0)+–uRC+–uCR（t≥0＋）得:A=uc(0+)=U0若令:τ=RC,(τ称为一阶R

8、C电路的时间常数)tU0uC0I0ti0将初始值代入:续解tRCctRCceRUdtduCtiteUtu1010)(0)(