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《電路71動態(tài)電路方程ppt課件.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、動態(tài)電路的方程及其初始條件7.1一階電路的階躍響應7.7一階電路的零輸入響應7.2一階電路的沖激響應7.8一階電路的零狀態(tài)響應7.3一階電路的全響應7.4第7章一階電路的時域分析一階電路的零輸入響應、零狀態(tài)響應和全響應的概念及求解；重點一階電路的階躍響應和沖擊響應的概念及求解。1.動態(tài)電路方程的建立及初始條件的確定；含有動態(tài)元件電容和電感的電路稱動態(tài)電路。1.動態(tài)電路7.1動態(tài)電路的方程及其初始條件當動態(tài)電路狀態(tài)發(fā)生改變時，需要經(jīng)歷一個變化過程才能達到新的穩(wěn)定狀態(tài)。這個變化過程稱為電路的過渡過程。特點0ti過渡期為零電阻
2、電路+-usR1R2（t=0）ii=0,uC=Usi=0,uC=0S接通電源后很長時間，電容充電完畢，電路達到新的穩(wěn)定狀態(tài)：S未動作前，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)：電容電路S+–uCUsRCi(t=0)+-(t→?)+–uCUsRCi+-前一個穩(wěn)定狀態(tài)過渡狀態(tài)新的穩(wěn)定狀態(tài)t1USuct0?有一過渡期i=0,uL=0S接通電源后很長時間，電路達到新的穩(wěn)定狀態(tài)，電感視為短路：電感電路S+–uLUsRi(t=0)+-L(t→?)+–uLUsRi+-uL=0,i=Us/RS未動作前，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)：前一個穩(wěn)定狀態(tài)過渡狀態(tài)新的穩(wěn)定狀態(tài)t1
3、US/Rit0?有一過渡期(t→?)+–uLUsRi+-S未動作前，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)：uL=0,i=Us/RS斷開瞬間:i=0,uL=?工程實際中在切斷電容或電感電路時會出現(xiàn)過電壓和過電流現(xiàn)象。注意S(t→?)+–uLUsRi+-過渡過程產(chǎn)生的原因電路內(nèi)部含有儲能元件L、C，電路在換路時能量發(fā)生變化，而能量的儲存和釋放都需要一定的時間來完成。電路結(jié)構(gòu)、狀態(tài)發(fā)生變化換路支路接入或斷開電路參數(shù)變化應用KVL和電容的VCR得：若以電流為變量：2.動態(tài)電路的方程(t>0)+–uCUsRCi+-RC電路的電路方程應用KVL和電感的
4、VCR得：若以電感電壓為變量：(t>0)+–uLUsRi+-RL電路的電路方程有源電阻電路一個動態(tài)元件一階電路結(jié)論含有一個動態(tài)元件電容或電感的線性電路，其電路方程為一階線性常微分方程，稱一階電路。二階電路(t>0)+–uLUsRi+-CuC＋－RLC電路的電路方程應用KVL和元件的VCR得：含有二個動態(tài)元件的線性電路，其電路方程為二階線性常微分方程，稱二階電路。一階電路一階電路中只有一個動態(tài)元件,描述電路的方程是一階線性微分方程。描述動態(tài)電路的電路方程為微分方程；動態(tài)電路方程的階數(shù)通常等于電路中動態(tài)元件的個數(shù)。結(jié)論高階電
5、路電路中有多個動態(tài)元件，描述電路的方程是高階微分方程。二階電路二階電路中有二個動態(tài)元件,描述電路的方程是二階線性微分方程。復頻域分析法時域分析法求解微分方程經(jīng)典法狀態(tài)變量法數(shù)值法卷積積分拉普拉斯變換法狀態(tài)變量法付氏變換本章采用工程中高階微分方程應用計算機輔助分析求解。動態(tài)電路的分析方法根據(jù)KVL、KCL和VCR建立微分方程；t=0＋與t=0－的概念認為換路在t=0時刻進行0－換路前最后瞬間0＋換路后最初瞬間3.電路的初始條件初始條件為t=0＋時u，i及其各階導數(shù)的值。注意0f(t)0－0＋t圖示為電容放電電路，電容原有電
6、壓Uo，求開關(guān)閉合后電容電壓隨時間的變化。特征根方程：通解：代入初始條件得：在動態(tài)電路分析中，初始條件是得到確定解答的必需條件。明確R－+CiuC(t=0)iucC+-電容的初始條件q(0+)=q(0－)uC(0+)=uC(0－)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。q=CuC電荷守恒結(jié)論t=0+時刻0當i(?)為有限值時電感的初始條件iLuL+-?L(0＋)=?L(0－)iL(0＋)=iL(0－)磁鏈守恒換路瞬間，若電感電壓保持為有限值，則電感電流（磁鏈）換路前后保持不變。結(jié)論t=0+時
7、刻0當u為有限值時?L(0+)=?L(0－)iL(0+)=iL(0－)qc(0+)=qc(0－)uC(0+)=uC(0－)換路定律電容電流和電感電壓為有限值是換路定律成立的條件。換路瞬間，若電感電壓保持為有限值，則電感電流（磁鏈）換路前后保持不變。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。換路定律反映了能量不能躍變。注意獨立初始條件和非獨立初始條件1、uC(0+)和iL(0+)稱為獨立初始條件。由換路定律求得2、iC(0+)和uL(0+)以及電阻的電壓電流在0+時刻的值稱為非獨立初始條件。由0
8、+等效電路來求。0+等效電路電源方向與原假定的電容電壓、電感電流方向相同。換路后的電路，電容用大小為的電壓源替代，電感用大小為的電流源替代。由0+電路求非獨立初始條件。求初始值的步驟:1.由換路前電路（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0+等效電路。4.由0+電
