一階電路的零輸入響應(yīng)ppt課件.ppt

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1、2.一階電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)；3.一階電路的全響應(yīng)（三要素法）；1.動(dòng)態(tài)電路方程的建立及初始條件的確定；下頁(yè)第七章一階電路和二階電路的時(shí)域分析重點(diǎn)4.一階電路的階躍響應(yīng)、沖激響應(yīng)；5.二階電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)。初始條件的確定三要素法含有動(dòng)態(tài)元件電容和電感的電路稱動(dòng)態(tài)電路。特點(diǎn)1.動(dòng)態(tài)電路當(dāng)動(dòng)態(tài)電路狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)（換路）需要經(jīng)歷一個(gè)變化過(guò)程才能達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)。這個(gè)變化過(guò)程稱為電路的過(guò)渡過(guò)程。例0ti過(guò)渡期為零電阻電路+-usR1R2（t=0）i下頁(yè)上頁(yè)7.1動(dòng)態(tài)電路的方程及其初始條件K未動(dòng)作前，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)K接通

2、電源后很長(zhǎng)時(shí)間，電容充電完畢，電路達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)+–uCUSRCi(t→?)前一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)過(guò)渡狀態(tài)新的穩(wěn)定狀態(tài)t1USuCt0?i有一過(guò)渡期電容電路K+–uCUSRCi(t=0)下頁(yè)上頁(yè)K未動(dòng)作前，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)K動(dòng)作后很長(zhǎng)時(shí)間，電容放電完畢，電路達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)第三個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)K+–uCUsRCi(t=t2)前一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)過(guò)渡狀態(tài)新的穩(wěn)定狀態(tài)t1USuCt0it2又有一過(guò)渡期下頁(yè)上頁(yè)K未動(dòng)作前，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)K接通電源后很長(zhǎng)時(shí)間，電路達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)，電感視為短路電感電路K+–uLUSRLi(t=0)+–uLUSRLi(t→?

3、)前一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)過(guò)渡狀態(tài)新的穩(wěn)定狀態(tài)t1US/Rit0uL有一過(guò)渡期Us下頁(yè)上頁(yè)K未動(dòng)作前，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)K斷開(kāi)瞬間注意工程實(shí)際中的過(guò)電壓過(guò)電流現(xiàn)象(t→?)+–uLUSRLiK+–uLUSRLiK下頁(yè)上頁(yè)過(guò)渡過(guò)程產(chǎn)生的原因電路內(nèi)部含有儲(chǔ)能元件L、C，電路在換路時(shí)能量發(fā)生變化，而能量的儲(chǔ)存和釋放都需要一定的時(shí)間來(lái)完成。電路結(jié)構(gòu)、狀態(tài)發(fā)生變化換路支路接入或斷開(kāi)電路參數(shù)變化下頁(yè)上頁(yè)應(yīng)用KVL和電容的VCR得：2.動(dòng)態(tài)電路的方程+–uCuS(t)RCi(t>0)+－下頁(yè)上頁(yè)應(yīng)用KVL和電感的VCR得：+–uLuS(t)RLi(t≥0)+

4、－二階電路下頁(yè)上頁(yè)+–uLuS(t)RLi(t≥0)+－C+－uC（1）描述動(dòng)態(tài)電路的電路方程為微分方程；結(jié)論（2）動(dòng)態(tài)電路方程的階數(shù)等于電路中動(dòng)態(tài)元件的個(gè)數(shù)一階電路一個(gè)動(dòng)態(tài)元件有源電阻電路一階電路一階電路中只有一個(gè)動(dòng)態(tài)元件，描述電路的方程是一階線性微分方程。二階電路二階電路中有二個(gè)動(dòng)態(tài)元件，描述電路的方程是二階線性微分方程。下頁(yè)上頁(yè)高階電路電路中有多個(gè)動(dòng)態(tài)元件，描述電路的方程是高階微分方程。（2）求解微分方程動(dòng)態(tài)電路的分析方法（1）根據(jù)KVL、KCL和VCR建立微分方程下頁(yè)上頁(yè)穩(wěn)態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析的區(qū)別穩(wěn)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析換路發(fā)生很長(zhǎng)時(shí)

5、間后狀態(tài)微分方程的特解恒定或周期性激勵(lì)換路發(fā)生后的整個(gè)過(guò)程微分方程的一般解任意激勵(lì)(1)t=0＋與t=0－的概念認(rèn)為換路在t=0時(shí)刻進(jìn)行0－換路前一瞬間0＋換路后一瞬間3.電路的初始條件初始條件為t=0＋時(shí)u，i及其各階導(dǎo)數(shù)的值0tf(t)下頁(yè)上頁(yè)0＋0－t=0+時(shí)刻當(dāng)i(?)為有限值時(shí)換路瞬間，若電容電流保持為有限值，則電容電壓（電荷）換路前后保持不變。(2)電容的初始條件0結(jié)論下頁(yè)上頁(yè)iuCC+－當(dāng)u(?)為有限值時(shí)(3)電感的初始條件t=0+時(shí)刻0換路瞬間，若電感電壓保持為有限值，電感電流（磁鏈）換路前后保持不變。結(jié)論下頁(yè)上頁(yè)

6、+–uLLi（4）換路定律（1）電容電流和電感電壓為有限值是換路定律成立的條件。注意換路瞬間，若電容電流（或電感電壓）保持為有限值，則電容電壓（或電感電流）換路前后保持不變。（2）換路定律反映了能量不能躍變。下頁(yè)上頁(yè)5.電路初始值的確定(2)由換路定律(1)由0－電路求uC(0－)或iL(0－)(3)由0＋等效電路求iC(0＋)例1求iC(0+)電容開(kāi)路下頁(yè)上頁(yè)+－10ViiC+uC－k10k40k+－10VuC(0－)10k40k+－電容用電壓源替代+－10ViC(0+)8V10k0＋等效電路+－?iL(0＋)=iL(0－)=2A

7、例2t=0時(shí)閉合開(kāi)關(guān)k,求uL(0＋)0+電路先求由換路定律:電感用電流源替代解電感短路iL+uL－L10VK1?4?下頁(yè)上頁(yè)10V1?4?＋10V1?4?2A－求初始值的步驟:1.由換路前電路（一般為穩(wěn)定狀態(tài)）求uC(0－)和iL(0－)；2.由換路定律得uC(0＋)和iL(0＋)。3.畫(huà)0＋等效電路。4.由0＋電路求所需各變量的0＋值。b.電容（電感）用電壓源（電流源）替代。a.換路后的電路（取0＋時(shí)刻值，方向與原假定的電容電壓、電感電流方向相同）。下頁(yè)上頁(yè)求iC(0+),uL(0+)例3解0－電路RIS由0－電路得：由0＋電路

8、得：下頁(yè)上頁(yè)K(t=0)iLC+–uCLRISiC+–uL0＋電路+–RISRIS+–例4求K閉合瞬間各支路電流和電感電壓解由0－電路得：由0＋電路得：iL2?+－48V3?2?+－uC2?iL+uL－LK+－48V3?2?C+uC－