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文档简介

RC电路的零输入响应,假定在t=0的瞬间开关K闭合，把已充电的电容器接到具有电阻值为R的线性定常电阻器上，则电容器便通过电阻器开始放电。放电电流沿着图1中IR(t)所指的参考方向在电路内流动，电容器中的电荷将随着时间的推移，从初始值Q0逐渐减小到零。与此同时电容器的电压vC和放电电流也将从初始值逐渐减小到零。,在右图所示的RC电路中，电容值为C的线性定常电容器在开关K未闭合之前，已被充电到电压V0，其上聚有电荷（Q0CV0）。,RC电路的零输入响应,现在来定量地分析当开关K闭合后（即t0）电路内电容器上电压uC和流过电阻器中的电流的变化过程：,RC电路的零输入响应,两个元件的电压电流关系是：电阻器为：vR=RiR(3)电容器为：,和,(4),或者等价为：,(5),注意，为了完整地给定电容器的状态，电容器的电压初始条件必须与,一起写出。,RC电路的零输入响应,这是一个具有常系数的一阶线性齐次微分方程。由高等数学可知，它的解是：,假设要求的零输入响应是电容器上的电压vC，则联立解方程(1)到(4)，可以得到一个以vC为未知量的微分方程：,(6),(7),将式(7)代入式(6)，可以得到相应的特征方程：,RCs+1=0(8),其特征根为：,(9),RC电路的零输入响应,因而，电容器上的电压为：,式中k是一个取决于初始条件的积分常数。,(10),应用t0时的初始条件vC(0)=V0，则有k=V0,从而得到：,(11),我们所研究的是t0的电路，因而解答只适用于t0的情况。当t为负值时，电容器上的电压为一常数V0。,RC电路的零输入响应,式(11)表明，在RC电路中波形vC()是一条随时间按指数规律衰减的曲线（见右图）。,从能量的角度来看，虽然电路在t0时没有外来电源作用，但在t=0时电容器已存有电场能量。就是这种能量在t0时激励电路，使电路中有电流流通。由于电流通过电阻器后要消耗能量，使得电容器中储存的电场能量逐渐衰减，最后消失。在整个过程中，电阻器所
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