大学电路课件第3章 -2.ppt

举例：如图所示电路原来已经稳定，t=0时闭合开关，求t0的电容电流和电容电压。 举例：如图所示的电路，t=0时开关S从1到2，开关S在位置1时电路已处于稳态。求t ? 0时的Uc(t)、i(t） ，并画出的波形图。 一阶电路的全响应 电路的初始状态不为零，同时又有外加激励源作用时电路中产生的响应。 以RC电路为例，电路微分方程： 1. 全响应 全响应 下 页 上 页 i S(t=0) US + – uR C + – uC R 解答为： uC(t) = uC + uC 特解 uC = US 通解 ? = RC 返 回 uC (0－)=U0 uC (0+)=A+US=U0 ? A=U0 - US 由初始值定A 下 页 上 页 强制分量(稳态解) 自由分量(暂态解) 返 回 2. 全响应的两种分解方式 uC -US U0 暂态解 uC US 稳态解 U0 uc 全解 t uc 0 全响应 = 强制分量(稳态解)+自由分量(暂态解) 着眼于电路的两种工作状态 物理概念清晰 下 页 上 页 返 回 全响应 = 零状态响应 + 零输入响应 着眼于因果关系 便于叠加计算 下 页 上 页 零输入响应 零状态响应 S(t=0) US C + – R uC (0－)=U0 + S(t=0) US C + – R uC (0－)=U0 S(t=0) US C + – R uC (0－)= 0 返 回 零状态响应 零输入响应 t uc 0 US 零状态响应 全响应 零输入响应 U0 下 页 上 页 返 回 例1 t=0 时 ,开关k打开，求t 0后的iL、uL。 解 这是RL电路全响应问题， 有： 零输入响应： 零状态响应： 全响应： 下 页 上 页 iL S(t=0) + – 24V 0.6H 4? + － uL 8? 返 回 或求出稳态分量： 全响应： 代入初值有： 6＝2＋A A=4 例2 t=0时 ,开关K闭合，求t 0后的iC、uC及电流源两端的电压。 解 这是RC电路全响应问题，有： 下 页 上 页 稳态分量： 返 回 + – 10V 1A 1? + － uC 1? + － u 1? 下 页 上 页 全响应： 返 回 + – 10V 1A 1? + － uC 1? + － u 1? 3. 三要素法分析一阶电路 一阶电路的数学模型是一阶线性微分方程： 令 t = 0+ 其解答一般形式为： 下 页 上 页 特解 返 回 分析一阶电路问题转为求解电路的三个要素的问题。 用0+等效电路求解 用t→?的稳态电路求解 下 页 上 页 直流激励时： A 注意 返 回 例1 已知：t=0 时合开关，求换路后的uC(t) 解 t uc 2 (V) 0.667 0 下 页 上 页 1A 2? 1? 3F + - uC 返 回 例2 t=0时 ,开关闭合，求t 0后的iL、i1、i2 解 三要素为： 下 页 上 页 iL + – 20V 0.5H 5? 5? + – 10V i2 i1 三要素公式 返 回 三要素为： 下 页 上 页 0＋等效电路 返 回 + – 20V 2A 5? 5? + – 10V i2 i1 例3 已知：t=0时开关由1→2，求换路后的uC(t) 解 三要素为： 下 页 上 页 4? + － 4? i1 2i1 u + － 2A 4? 1? 0.1F + uC － + － 4? i1 2i1 8V + － 1 2 返 回 下 页 上 页 例4 已知：t=0时开关闭合，求换路后的电流i(t) 。 + – 1H 0.25F 5? 2? S 10V i 解 三要素为： 返 回 下 页 上 页 + – 1H 0.25F 5? 2? S 10V i 返 回 已知：电感无初始储能t = 0 时合S1 , t =0.2s时合S2 ，求两次换路后的电感电流i(t)。 0 t 0.2s 解 下 页 上 页 例5 i 10V + S1(t=0) S2(t=0.2s) 3? 2? - 返 回 t 0.2s 下 页 上 页 i 10V + S1(t=0) S2(t=0.2s) 3? 2? - 返 回 (0 t ? 0.2s) ( t ? 0.2s) 下 页 上 页 i t(s) 0.2 5 (A) 1.26 2 0 返 回 图15 例4 求S闭合瞬间各支路电流和电感电压 解 下 页 上 页 由0－电路得： 由0+电路得： iL + uL - L S 2? + - 48V 3? 2? C iL 2? + - 48V 3? 2? + － uC 返 回 12A 24V + - 48V 3? 2? + - i iC + - uL 一阶电路零输入响应 换路后外加激励为零，仅由动态元件初始储能产生的电压和电流。 1