电路分析路基础换路定则及初始值的确定.ppt

§5-4 换路定则及初始值的确定 §5-5 一阶电路的零输入响应 动态电路(dynamic circuit):至少含有一个动态元件的电路。 1.基本概念 1.基本概念 2.一阶RC电路的零输入响应 2.一阶RC电路的零输入响应 2.一阶RC电路的零输入响应 2.一阶RC电路的零输入响应 3.一阶RL电路的零输入响应 3.一阶RL电路的零输入响应 3.一阶RL电路的零输入响应 3.一阶RL电路的零输入响应 4.时间常数 4.时间常数 X 第 * 页 北京邮电大学电子工程学院 退出 开始 * X 内容提要 基本概念 换路定则 初始值的确定 X 换路(circuit changing)：由于某种原因(例如电源或某部分电路的接通或断开、电路元件参数的改变等)使电路的工作状态发生变化，使其由一种工作状态变化到另外一种工作状态，将这种工作状态的改变称为换路。 过渡过程(transition)：换路过程中电路的电量随时间变化的过程称为过渡过程或瞬态(transient)。 电路的瞬态分析：对电路过渡过程的分析。 初始值(initial value)：电量在换路后瞬间的值。 换路时刻： 换路前时刻： 换路后时刻： 1.基本概念 返回 换路定则(circuit changing rule)：在电容电流和电感电压为有界值的情况下，电容电压不能跃变，电感电流不能跃变。 2.换路定则 X 返回 （1）由 时刻的等效电路计算 和 。 （2）根据换路定则确定 、 。 （3）由 时刻的等效电路计算其他各电量的初始值。 电容用电压值等于 的电压源代替； 独立源则取其在 时的值。 电感用电流值等于 的电流源代替； 3.初始值的确定 在直流激励下，电容相当于开路，电感相当于短路。 X 例题1 如图所示电路，开关S在 时刻打开，S打 开前电路已处于稳态，求开关打开后电路中各元 件的电压值。 开关打开前电容开路 X 解： 画出开关打开后的 等效电路 例题2 求如图所示电路中的 、 、 和 。 t = 0时，开关闭合。 X 解： 时，开关未闭合， 电感短路。 画出开关闭合后的 等效电路 因为 所以 的单位换算： X 解（续） 例题3 如图所示电路中，已知 , 。 求 、 、 、 、 。 X 解： 画出 等效电路 根据KVL： 因为 ， 所以， 由此可见： 时，虽然 ，但电流变化率不为零。 X 解（续） 所以， 求初始值的基本步骤 2）根据换路定则， ， 。 3）画出 等效电路，其中，电容用电压值为 的电压源代替，电感用电流值为 的电流源 代替。 4）用分析直流电阻电路的方法计算待求量。 X 返回 等效电路计算 和 。 1）由 内容提要 一阶RC电路的零输入响应 一阶RL电路的零输入响应 时间常数 基本概念 X 1.基本概念 一阶动态电路(one-order circuit):用一阶微分方程描述的动态电路。 X 二阶动态电路(two-order circuit):用二阶微分方程描述的动态电路。 高阶动态电路:二阶以上的动态电路。 状态变量(state variable):如果已知该量在初始时刻的值，则根据该时刻的输入就能确定电路中任何量在随后时刻的值，称具有这种性质的量为状态变量。 电容电压，电感电流 零输入响应 零状态响应 ＋ X ＝ 零状态响应 (zero state response--z.s.r) ：动态元件的初始储能为零，仅由外加激励产生的响应。 零输入响应(zero input response--z.i.r)：在没有外加激励作用下，仅由动态元件的初始储能产生的响应。 全响应 (complete response--c.r) ：零输入响应与零状态响应之和。 返回 X KVL方程: X 时发生换路，开关S闭合。 求 时的 、 、 。 ——一阶常系数线性齐次微分方程 已知 ， 得: X 特征方程: 特征根: 根据换路定则: 电压、电流曲线: X 一阶RC电路的零输入响应是一个放电过程。 时间常数(time constant)： 时间常数的单位：秒(s)?欧姆(?)?法拉(F) ——RC电路的固有频率