电路与电子技术课件-动态电路分析.pptxVIP

动态电路分析;第三章 动态电路分析;3.1 动态电路的基本概念;3.1 动态电路的基本概念;3.1 动态电路的基本概念;3.1 动态电路的基本概念;3.1 动态电路的基本概念;四. 换路定律 若电容电流、电感电压为有限值，则uC、iL不能跃变，即换路前后一瞬间的uC 、iL是相等的。 ;证明：对于线性电容元件，在任意时刻t，其电荷、电压与电流的关系为：;同理：对于线性电感元件，在任意时刻t，其磁链、电流与电压的关系为：;3.1 动态电路的基本概念;例题;例题;例题;通过以上例题，可以归纳出求初始值的一般步骤如下： (1) 根据t=0-时的等效电路，求出uC(0-) 及iL(0-)。 (2) 由换路定则，得uC(0+)和iL(0+)； (3) 由t=0+ 等效电路: 电容用电压为uC(0+)的电压源替代 电感用电流为iL(0+)的电流源替代 (4) 由0+电路求所需的u(0+)、i(0+)。;一. 电阻电路与动态电路区别 电阻电路：电路中仅由电阻元件和电源元件构成。(即时电路) KCL、KVL方程和元件特性均为代数方程。 描述电路的方程为代数方程。 动态电路：含储能元件L、C。 (记忆电路) KCL、KVL方程仍为代数方程，而元件方程中含微分或积分形式。 因此描述电路的方程为微分方程。 ;3.2 一阶电路分析;3.2 一阶电路分析;t0时，根据KVL有：;故称τ为时间常数, 这样上两式可分别写为： ; 画出uc及i的波形如图所示： ; t0时回路中的电流及电压由电感L的初始储能产生的。;t0时，根据KVL有：; ; 对于任意时间常数为非零有限值的一阶电路，不仅电容电压、电感电流，而且所有电压、电流的零输入响应，都是从它的初始值按指数规律衰减到零。 且同一电路中，所有的电压、电流的时间常数相同。若用f(t)表示零输入响应，用f(0+)表示其初始值，则零输入响应可用以下通式表示为 ;例题;例题; 作出t=0+等效电路如图(b)所示:;例题;例题;1. 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一个指数衰减函数。 2. 衰减快慢取决于时间常数? . RC电路 ： ? = RC, RL电路： ? = L/R 式中R为电容C（或电感L）移去后其两端等效电阻。 3. 一阶电??的零输入响应和初值成正比。;三. 一阶电路的零状态响应 定义：电路的初始储能为零，仅由激励引起的响应叫零状态响应。;3.2 一阶电路分析;初始条件:;3.2 一阶电路分析;初始条件:;四. 一阶电路的全响应 定义：由电路的初始状态和外加激励共同作用而产生的响应，叫全响应。 例: 如图所示，设uC=uC(0-)=U0，S在t=0时闭合，求解电路中的全响应? ;设解为;稳态响应或强制分量: 式中第二项是非齐次方程的特解，其解的形式一般与输入信号形式相同; ;3.2 一阶电路分析;全响应=稳态响应+暂态响应; 式中f(0+)、f (∞)和三要素公式适用于求一阶电路的任一种响 应，具有普遍适用性。 ; 作t=0+ 电路:利用换路后一瞬间的电路确定变量的初始值;2. 确定稳态值f(∞) 作t=∞电路。暂态过程结束后，电路进入了新的稳态，用此时的电路确定各变量稳态值u(∞)、i(∞)。在此电路中，电容C视为开路，电感L用短路线代替，可按一般电阻性电路来求各变量的稳态值。 3. 求时间常数τ RC电路中，τ=RC；RL电路中，τ=L/R；其中，R是将电路中所有独立源置零后，从C或L两端看进去的等效电阻，(即戴维南等效源中的R0)。 ;3.3 阶跃信号与阶跃响应;二. 阶跃延迟:;三.阶跃响应 当激励为单位阶跃函数ε(t)时，电路的零状态响应称为单位阶跃响应，简称阶跃响应。;若激励 uS=Kε(t)（K为任意常数）， 则根据线性电路的性质，电路中的零状态响应均应扩大K倍，对于电容有: ;例题;例题;3.4 二阶电路简介;根的性质不同，响应的变化规律也不同;本章小结;本章小结