电路 第六章 高等教育出版社.ppt

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第六章一阶电路
§6-1 动态电路的方程及其初始条件
§6-2 一阶电路的零输入响应
§6-3 一阶电路的零状态响应
§6-4 一阶电路的全响应
§6-5 一阶电路的阶跃响应
§6-6 一阶电路的冲激响应
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(1)动态电路:含有动态元件的电路。
一、动态电路的方程及其初始条件
1. 动态电路
C
+
-
u
i
L
+
-
u
i
3
S
+
–
uC
Us
R
C
(t = 0)
电阻电路
动态电路
S
+
–
uL
Us
R
RL
(t = 0)
uL
t
0+
0-
uL
初始状态
过渡状态
新稳态
t1
US
?
有一过渡期
uC
t
0+
0-
i
电阻电路结构的变化引起输出的变化,没有过渡过程,是瞬间完成的。
电容电压在瞬间不突变。
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产生原因:
②外因:电路结构或参数变化,称为换路。
①内因:存在储能元件。能量的存储和释放
需要一个过程,故能量不能跃变。
(2)过渡过程:当电路结构或参数变化时,动态电路从原稳定状态到新稳定状态的变化过程,称为过渡过程,又称暂态过程。
0-
0+
0
t
-∞
∞
换路:
时间轴:
电路稳定:
各处响应恒定不变
或随时间作周期变化。
四个区间:区间1(-∞,0-)换路前原稳态
区间2(0-,0+)换路期间
区间3(0+,+∞)过渡过程段(理论上持续无穷
时间,实际3~5τ)
区间4 t→∞新稳态
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2. 动态电路的方程
+
–
uC
uS(t)
R
C
i
(t >0)
KVL:
VCR:
+
–
uL
uS(t)
R
L
iL
(t >0)
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+
–
uL
uS(t)
R
L
i
(t >0)
C
uC
+
-
+
-
一阶电路
二阶电路
高阶电路
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动态电路的方程:微分方程,其阶数等于所含动态元件的个数。
一阶电路的基本形式
NS
a
b
b
a
Req
Uoc
+
-
a
b
Geq(Req)
Isc
C
L
含有一个动态元件的电路。
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动态分析
换路后的整个过程
微分方程的一般解
任意激励
稳态分析
换路很长时间后的状态
微分方程的特解
恒定或周期性激励
(1)根据KVl、KCL和VCR建立微分方程;
(2)求解微分方程。
经典法
复频域分析法
时域分析法
经典法
状态变量法
数值法
拉普拉斯变换法
傅里叶变换法
动态电路的分析方法:
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3. 动态电路的初始条件
初始条件:t=0+时,y及其各阶(n-1阶)导数的值。
(1)独立初始条件:
① uC(0+)与uC(0-) 的关系
i为有限值
0
uC (0+) = uC (0-)
q =CuC
q(0+) = q(0-)
电荷守恒
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③换路定理:
若iC和uL为有限值,则换路前后uC和iL 不突变。
u为有限值
0
iL (0+) = iL (0-)
=LiL
L (0+) = L (0-)
磁链守恒
② iL(0+)与iL(0-)的关系