基本RL和RC电路课件.ppt

《基本RL和RC电路课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、电路分析基础第八章一阶动态电路本章目录本章目录8.1动态电路概述8.2一阶动态电路的零输入响应8.3奇异函数8.4一阶动态电路的零状态响应一阶动态电路8.5一阶动态电路的全响应8.6本章小结8/7/20212天津大学电信学院动态电路:含有动态元件(电感、电容)的电路,通常用微分方程描述.一阶动态电路:只含有一个独立动态元件的电路,用一阶微分方程描述.动态电路时域分析:将动态电路中的激励和响应都表示为时间t的函数,采用微分方程来描述和分析动态电路的过程.1、动态电路基本概念(a)(b)(c)一阶动态电路(d

2、)二阶动态电路8.1动态电路概述8/7/20213天津大学电信学院零输入(zeroinput):在t=t0+时刻,电路中无外加激励电源.零状态(zerostate):在t=t0+时刻,电路内部各动态元件的独立初始条件为零(初始储能为零).零输入响应:在零输入条件下,仅由储能元件的非零初始状态引起的响应.零状态响应:在零状态条件下,仅由外加输入引起的响应.稳态(steadystate):如果描述电路的物理量(电压,电流)为常量或者周期变化时,则称电路进入稳定状态,简称稳态.暂态(transientstate

3、):电路不处于稳定状态即处于暂态响应.暂态过程对应着电路由一种稳态过渡到另一种稳态的过程.8.1动态电路概述8/7/20214天津大学电信学院2、换路定律8.1动态电路概述换路(commutation):动态电路中,在t=t0+时刻,由任何原因引起的电路结构的改变(如开关换位、线路短接或开路),或是电路元件参数改变,统称为换路,将t=t0+时刻称为换路时刻.任何物理可实现电路,在换路瞬间电路中的储能不发生突变.换路使得动态电路的工作状态发生改变.换路之后,动态电路通常要经历暂态过程.换路定律:在换路前后,

4、如果电容电流或电感电压为有限值,则在换路前后瞬间,电容电压或电感电流不能突变,即有:8/7/20215天津大学电信学院用t=t0表示换路瞬间,称电路变量y(t)在t=t0时的值(y(t0))为换路前的值,称t=t0+时的值(y(t0+))为换路后的值,或称初始值.初始状态:在t=t0+时动态电路中各电路变量y(t)的初始值y(t0+)的集合称为电路的初始状态.3、电路的初始条件8.1动态电路概述独立初始条件:动态电路中在t=t0+时刻电容电压的初始值vC(t0+)以及电感电流的初始值iL(t0+)称为

5、该电路的独立初始条件.其它电路变量的初始值称为非独立初始条件.对于n阶电路,有n个独立初始条件,用于求解电路.8/7/20216天津大学电信学院4、动态电路的分析角度与方法8.1动态电路概述(2)动态电路的分析方法求解微分方程法(经典法)根据KCL、KVL和支路的VCR,建立描述电路变量之间关系的微分方程,求解微分方程得到各电路变量.适用于各种情况,求解过程复杂.三要素法直接计算构成响应的各电路变量(要素),代入对应的响应形式中.计算方便,仅适用于直流或正弦激励的一阶动态电路.(1)动态电路的分析角度电路

6、的工作状态:分为自由响应(暂态响应)和受迫响应(稳态响应).根据产生响应的原因:分为零输入响应和零状态响应.8/7/20217天津大学电信学院一阶动态电路时域分析的讲解顺序8.1动态电路概述一阶动态电路的零输入响应(RC/RL)一阶动态电路的零状态响应(RC/RL)一阶动态电路的全响应(三要素法)分析典型电路,求解微分方程总结解的经验公式求解基本要素,代入经验公式8/7/20218天津大学电信学院8.2一阶动态电路的零输入响应零输入响应:在没有外加激励条件下,仅由电容或电感的非零初始状态引起的响应.零输入

7、响应由动态元件的初始储能产生,体现的是在没有外部激励干预的“自由”状态下电路的表现,反映了电路的固有属性,因此,零输入响应属于自由响应.在零输入响应中,动态元件的初始储能将消失殆尽,因此零输入响应终将为零.初始条件:i(t)=I08/7/20219天津大学电信学院8.2.1RL电路零输入响应(无源RL电路)8.2零输入响应1、RL电路的零输入响应8/7/202110天津大学电信学院8.2零输入响应8/7/202111天津大学电信学院电感电压vC(t)在换路瞬间有一个负向跳变,从vC(0)=0跳变到vC(

8、0+)=I0R,随时间按指数规律需趋近于零.RL电路的零输入响应都是随时间衰减的指数函数.电感电流iC(t)从初始值I0开始,随时间按指数规律下降,最终趋近于零.8.2零输入响应8/7/202112天津大学电信学院8.2零输入响应例1例1已知t=0时iL=2A,求t>0时的iL(t)表达式.(例题8.1pp.231)8/7/202113天津大学电信学院8.2零输入响应例1例2电路图如下图所示,求t=200ms时v的值.(例题