階電路和二階電路的時域

階電路和二階電路的時域

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資源描述:

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1、教師個人情況辦公室:工程學(xué)院南405電工電子教研室聯(lián)系電話:33553337(小靈通)13922459238信箱地址:huiliyin@scau.edu.cnQQ:765766767一階電路和二階電路的時域分析7-3一階電路的零狀態(tài)響應(yīng)7-5二階電路的零輸入響應(yīng)7-6二階電路的零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)7-7一階電路和二階電路的階躍響應(yīng)7-2一階電路的零輸入響應(yīng)7-4一階電路的全響應(yīng)7-1動態(tài)電路的方程及其初始條件7-8一階電路和二階電路的沖激響應(yīng)7-1動態(tài)電路的方程及其初始條件動態(tài)電路的分析求解:第7章——經(jīng)典法時域分析法(低階動

2、態(tài)電路)第14章——運(yùn)算法復(fù)頻域分析法(高階動態(tài)電路)動態(tài)電路:含有電容、電感的電路稱為動態(tài)電路。電容C、電感L——動態(tài)元件一、動態(tài)電路(transientcircuit)二、穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)(過渡過程)t0u穩(wěn)態(tài)3Vt0u3V穩(wěn)態(tài)暫態(tài)(過渡過程)3V+-1k(t=0)u+-3V+-1ki(t=0)3uF+-u三、動態(tài)電路與電阻性電路的區(qū)別代數(shù)方程微分或積分方程一階電路:由一階微分方程描述。3V+-1k(t>0)u+-3V+-1ki(t>0)3uF+-u換路:電路狀態(tài)發(fā)生改變。如電源的接通或斷開,電路短路、開路,參數(shù)突變等。設(shè)換路

3、時刻為t=0時刻對電容C,電流有限;對電感,電壓有限四、換路定理t=0t=0-t=0+換路前的最后時刻換路后的最初時刻uC(0+)=uC(0-)iL(0+)=iL(0-)注意:換路定理只有兩條1、換路定理2、換路定理的應(yīng)用(求解過渡過程的初始值)分析過渡過程從t=0+時開始,因此,t=0+時刻為過渡過程的起點(diǎn)。(1)uC(0+),iL(0+)為初始條件(2)求解初始值的步驟:畫出t=0-時的電路,求出uC(0-)和iL(0-)。當(dāng)換路前電路處于穩(wěn)態(tài),則C視為開路,L視為短路。根據(jù)換路定理求出uC(0+)和iL(0+)。畫出t=

4、0+時的電路:C——電壓值為uC(0+)的電壓源;L——電流值為iL(0+)的電流源。按t=0+時的電路,求出其他所需的初始值。St=012+-10V+-5V2F+-uC10ΩiC電阻性電路C電阻性電路L+-uOCR0C+-uOCR0LR0CiSC或LR0iSC或五、典型的一階電路電路的輸入為零,僅由動態(tài)元件的初始儲能引起的響應(yīng)。開關(guān)在1閉合很久后,將開關(guān)打向2動態(tài)元件有初始儲能:uC(0)=U0電路的方程uC(0+)=U0C=0duCdtuCR+(t≥0)uCicRiR+-C一、RC電路uC+-icRiR(t=0)U0+-C

5、127-2一階電路的零輸入響應(yīng)0tU0RiCU0uCU0RiRuC=U0e-RCt(t?0)iR=-RCtU0Re=-iC(t?0)WR(0,?)=0.5CU20uCicRiR+-CuC(0)=U0uC(0+)=U0C=0duCdtuCR+(t≥0)RC電路分析方程的通解為:特征方程為:iL(0+)=iL(0-)=U0/R0=I0L=0diLdt+RiL(t≥0)iL=I0e(t?0)-LtRu=-(t?0)-LtRRI0e0tu-RI0iLI0二、RL電路RR0LiL12U0+-R0iL(0-)=U0/R0U0+-t=0-電

6、路穩(wěn)態(tài)定性分析LiLR(t≥0)τ=RCτLR=一般RC電路和RL電路的時間常數(shù)R是分別由電容或電感元件兩端觀察的入端電阻(換路后的電路)電阻性電路C無獨(dú)立電源電阻性電路L無獨(dú)立電源RR三、時間常數(shù)τ+-18v6k?1?Fuc3k?+-12R6k?3k?122k?1?Fuc+-等效電路數(shù)值意義y(t1)=y(0+)eτt1y(t1+τ)=y(0+)eτt1+τ=y(t1)e–1=0.368y(t1)即經(jīng)過一個時間常數(shù)τ,y(t+τ)為原值y(t)的36.8%(t≥0)表征零輸入響應(yīng)衰減的快慢程度具有時間的量綱y(t)=y(0+

7、)eτt幾何意義?=t2–t1dydtt=t1y(0+)e–τt1–τ=tg?=t2–t10–y(t1)=y(0+)e–τt1–t2–t1y(t1)t1t2y(0+)y(t)t0次切距?電路“狀態(tài)”的初步概念“換路”起始狀態(tài)(原始狀態(tài))uc(0-)、iL(0-)初始狀態(tài)uc(0+)、iL(0+)變量uc、iL的特殊性零輸入響應(yīng)是初始狀態(tài)的線性函數(shù)+-18v6k?1?Fuc3k?+-例1:圖示電路原處于穩(wěn)態(tài),t=0時將開關(guān)接到“2”,對t?0求uC。12uC(0–)=18?6/9=12VuC(0+)=uC(0–)=12V10–6

8、duCdt3?103uC6?103uC++=0duCdt+500uC=0uC=ke–500tuC=12e–500t(t?0)6k?1?Fuc3k?+-(t>0)解法一:從建立電路的方程入手6k?1?Fuc3k?+-(t>0)解法二:作出對于電容的等效電路2k?1?FuC+-(

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