电路第五版第7章综述.ppt

电 路（II）;课程基本信息;教学进度表;;一阶和二阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应的概念及求解；;含有动态元件电容和电感的电路称动态电路。;例;i = 0 , uC= Us;uL= 0, i=Us /R;下 页;过渡过程产生的原因;;;;;一阶电路;高阶电路;复频域分析法;稳态分析和动态分析的区别; t = 0＋与t = 0－的概念;图示为电容放电电路，电容原先带有电压Uo,求开关闭合后电容电压随时间的变化。;t = 0+ 时刻;q (0+) = q (0－);电感的初始条件;?L (0＋)= ?L (0－);?L (0+)= ?L (0－);电路初始值的确定;iL(0+)= iL(0－) =2A;求初始值的步骤:;iL(0+) = iL(0－) = iS;例4;求k闭合瞬间流过它的电流值;7.2 一阶电路的零输入响应;;下 页;t;时间常数? 的大小反映了电路过渡过程时间的长短;a. ? :电容电压衰减到原来电压36.8%所需的时间。工程上认为, 经过 3?－5? , 过渡过程结束。;? ＝ t2－ t1 ;能量关系;例1;+;下 页;下 页;下 页;2. RL电路的零输入响应;t;响应与初始状态成线性关系，其衰减快慢与L/R有关;;能量关系;iL (0+) = iL(0－) = 1 A;例2;下 页;一阶电路的零输入响应是由储能元件的初值引起的响应, 都是由初始值衰减为零的指数衰减函数。;一阶电路的零输入响应和初始值成正比，称为零输入线性。;动态元件初始能量为零，由t 0电路中外加激励作用所产生的响应。;与输入激励的变化规律有关，为电路的稳态解;全解;-US;响应变化的快慢，由时间常数?＝RC决定；? 大，充电慢，? 小充电就快。;例;2. RL电路的零状态响应;uL;例1;例2;7.4 一阶电路的全响应;uC (0－)=U0;2. 全响应的两种分解方式;全响应 = 零状态响应 + 零输入响应;零状态响应;例1;或求出稳态分量：;下 页;3. 三要素法分析一阶电路; 分析一阶电路问题转为求解电路的三个要素的问题。;例1;例2;三要素为：;例3;下 页;下 页;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)。;t 0.2s;(0 t ? 0.2s);7.5 二阶电路的零输入响应;特征方程：;2. 零状态响应的三种情况;下 页;U0;t=0+ ic=0 , t=? ic=0;;iC=i 为极值时，即 uL=0 时的 tm 计算如下:;能量转换关系;uc 的解答形式：;δ;t=0 时 uc=U0;;能量转换关系：;特例：R=0 时;下 页;下 页;;电路???图，t=0 时打开开关。求 uC并画出其变化曲线。;(3) ;7.6 二阶电路的零状态响应和全响应;uC解答形式为：;求电流 i 的零状态响应。;特征根为： P1= －2 ，P2 = －6;第四步定常数;2. 二阶电路的全响应;(3)求通解;;下 页;二阶电路含二个独立储能元件，是用二阶常微分方程所描述的电路。;求二阶电路全响应的步骤;7.7 一阶电路和二阶电路的阶跃响应;t = 0 合闸 i(t) = Is;起始一个函数; 用单位阶跃函数表示复杂的信号;例 4;例 5;和;;t;求图示电路中电流 iC(t）;应用叠加定理;由齐次性和叠加性得实际响应为：;下 页;分段表示为：;2. 二阶电路的阶跃响应;下 页;下 页;7.8* 一阶电路和二阶电路的冲激响应; 单位冲激函数的延迟;冲激函数的‘筛分性’ ;uc不是冲激函数 , 否则KCL不成立;电容中的冲激电流使电容电压发生跃变。;uC;例2;电感上的冲激电压使电感电流发生跃变。;;零状态;先求单位阶跃响应：;0;uC;有限值;下 页;下 页;7.9* 卷积积分;; 将激励 e( t )近似看成一系列具有相同宽度的矩形脉冲的叠加，;下 页;下 页; 根据叠加定理，t 时刻观察到的响应应为 0 ~ t 时间内所有激励产生的响应的和;例1;再计算 时的响应 uC ( t );; ?;; 状态变量法;已知:;同理可推广至任一时刻t1;设 uc、iL 为状态变量;矩阵形式;一般形式;电路的输出方程;下 页;下 页;下 页;;下 页; 以上四种请况中非独立的uC和iL不能作为状态变量，不含以上四种情况的网络称为常态网络。状态变量数等于C、L元件总数。含有以上四种情况的网络称为非常态网络，网络的状态变量数小于网络中C、L元件总数，下面着重讨论常态网络。;2.动态电路中初始值的计算;上 页