阶电路的零输入响应零状态响应全响应.ppt
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1、第四章 动态电路的时域分析3.3 一阶电路的零输入响应、一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应零状态响应和全响应 零输入响应零输入响应:外加激励为零,仅由动态元件初始储能所产生的外加激励为零,仅由动态元件初始储能所产生的u和和i。零状态响应:零状态响应:电路初始储能为零,换路后仅由外加激励所产生的响应。电路初始储能为零,换路后仅由外加激励所产生的响应。全响应:全响应:假假若若电电路路的的初初始始状状态态不不为为零零,同同时时又又有有外外加加激激励励电电源源的的作用,这时电路的响应称为完全响应。作用,这时电路的响应称为完全响应。第四章 动态电路的时域分析3.3 一阶电路的零输入响应、一阶电路的
2、零输入响应、零状态响应和全响应零状态响应和全响应 3.3.1 一阶电路的零输入响应一阶电路的零输入响应:一、一阶一、一阶RC电路的零输入响应电路的零输入响应实质实质:RC电路的放电过程。电路的放电过程。第四章 动态电路的时域分析定性分析定性分析:第四章 动态电路的时域分析电容的电压电容的电压根据三要素公式根据三要素公式:第四章 动态电路的时域分析电路的放电电流电路的放电电流根据三要素公式根据三要素公式:第四章 动态电路的时域分析1、电容电压的变化规律、电容电压的变化规律 uC(t)从初始值按指数规律衰减从初始值按指数规律衰减2、电流的变化规律、电流的变化规律i(t)从初始值按指数规律衰减从初始
3、值按指数规律衰减第四章 动态电路的时域分析3、时间常数时间常数令令:单位单位:S时间常数时间常数 决定电路暂态过程变化的快慢。决定电路暂态过程变化的快慢。物理意义:物理意义:当当t=时时时间常数时间常数等于电压等于电压衰减到初始值衰减到初始值U0 的的所需的时间。所需的时间。第四章 动态电路的时域分析t0uc0.368UU 越大,曲线变化越慢,越大,曲线变化越慢,达到稳态所需要的达到稳态所需要的时间越长。时间越长。第四章 动态电路的时域分析工程上认为工程上认为 、电容放电基本结束。电容放电基本结束。理论上认为理论上认为 时时 电路达稳态电路达稳态。随时间而衰减随时间而衰减t0.368U 0.1
4、35U 0.050U 0.018U 0.007U 0.002U当当 t=5 时,过渡过程基本结束,时,过渡过程基本结束,uC达到稳态值。达到稳态值。因为因为第四章 动态电路的时域分析二、一阶二、一阶RL电路的零输入响应电路的零输入响应电感电流电感电流根据三要素公式根据三要素公式:第四章 动态电路的时域分析电感电压:电感电压:电阻电压:电阻电压:令令=L/R,它同样具有时间量纲,是,它同样具有时间量纲,是RL电路的时间常数。电路的时间常数。第四章 动态电路的时域分析若零若零输输入响入响应应用用yx(t)表示之,其初始表示之,其初始值为值为yx(0+),那么,那么注意注意 时间常数中的时间常数中的
5、R的计算类似于应用戴维南定理的计算类似于应用戴维南定理解题时计算电路等效电阻的方法。即从储能元解题时计算电路等效电阻的方法。即从储能元件两端看进去的等效电阻。件两端看进去的等效电阻。第四章 动态电路的时域分析例例:如如图图。t0时时电电路路稳稳定定,t=0时时开开关关S打打开开。求求t0 时时的的电流电流iL和电和电压压uR、uL。(1)(2)第四章 动态电路的时域分析也可以用下面方法求:也可以用下面方法求:(3)第四章 动态电路的时域分析如图电路,原已达稳态,如图电路,原已达稳态,t=0时,将开关时,将开关S换路,换路,试求试求t0时的时的u(t)及及i(t)。第四章 动态电路的时域分析电路
6、如图所示,电路如图所示,iL(0)=2 A,求,求iL(t)及及u(t),t0。第四章 动态电路的时域分析uC(0-)=0sRU+_C+_iuc一、一阶一、一阶RC电路的零状态响应电路的零状态响应实质实质:RC电路的充电过程电路的充电过程3.3.2 一阶电路的零状态响应一阶电路的零状态响应:第四章 动态电路的时域分析uC(0-)=0sRU+_C+_iuc电容的电压电容的电压根据三要素公式根据三要素公式:第四章 动态电路的时域分析 uC的变化规律的变化规律暂态分量暂态分量稳态分量稳态分量电路达到电路达到稳定状态稳定状态时的电压时的电压仅存在仅存在于暂态于暂态过程中过程中t-U+Uo第四章 动态电
7、路的时域分析 、变化曲线变化曲线t电流电流 iC 的变化规律的变化规律U第四章 动态电路的时域分析二、一阶二、一阶RL电路的零状态响应电路的零状态响应U+-SRLt=0+-+-电感电流电感电流根据三要素公式根据三要素公式:第四章 动态电路的时域分析2.2.、变化曲线变化曲线变化曲线变化曲线OO第四章 动态电路的时域分析若零状若零状态态响响应应用用yf(t)表示之,其初始表示之,其初始值为值为yf(0+)=0,那么,那么第四章 动态电路的时域分析试求图示各电路的零状态响应试求图示各电路的零状态响应uC(t),t0。第四章 动态电路的时域分析 回回 顾顾若零若零输输入响入响应应用用yx(t)表示之
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