一阶电路的零输入响应零状态响应全响应ppt课件

3.3一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应,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u和i。,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。,全响应：假若电路的初始状态不为零，同时又有外加激励电源的作用，这时电路的响应称为完全响应。,1,3.3一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应,3.3.1一阶电路的零输入响应:,一、一阶RC电路的零输入响应,实质：RC电路的放电过程。,2,定性分析：,3,电容的电压根据三要素公式：,4,电路的放电电流根据三要素公式：,5,1、电容电压的变化规律,uC(t)从初始值按指数规律衰减,2、电流的变化规律,i(t)从初始值按指数规律衰减,6,3、时间常数,令:,单位:S,时间常数决定电路暂态过程变化的快慢。,物理意义：,当t=时,7,U,越大，曲线变化越慢，达到稳态所需要的时间越长。,8,工程上认为、电容放电基本结束。,理论上认为时电路达稳态。,随时间而衰减,当t=5时，过渡过程基本结束，uC达到稳态值。,因为,9,二、一阶RL电路的零输入响应,电感电流根据三要素公式：,10,电感电压：,电阻电压：,令=L/R，它同样具有时间量纲，是RL电路的时间常数。,11,若零输入响应用yx(t)表示之，其初始值为yx(0+)，那么,注意,时间常数中的R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。即从储能元件两端看进去的等效电阻。,12,例：如图。t0时电路稳定，t=0时开关S打开。求t0时的电流iL和电压uR、uL。,(1),(2),13,也可以用下面方法求：,(3),14,如图电路，原已达稳态，t=0时，将开关S换路，试求t0时的u(t)及i(t)。,15,电路如图所示，iL(0)=2A，求iL(t)及u(t)，t0。,16,一、一阶RC电路的零状态响应,实质：RC电路的充电过程,3.3.2一阶电路的零状态响应:,17,电容的电压根据三要素公式：,18,uC的变化规律,暂态分量,稳态分量,电路达到稳定状态时的电压,仅存在于暂态过程中,19,、变化曲线,电流iC的变化规律,20,二、一阶RL电路的零状态响应,电感电流根据三要素公式：,21,2.、变化曲线,22,若零状态响应用yf(t)表示之，其初始值为yf(0+)=0，那么,23,试求图示各电路的零状态响应uC(t)，t0。,24,回顾,若零输入响应用yx(t)表示之，其初始值为yx(0+)，那么,若零状态响应用yf(t)表示之，其初始值为yf(0+)=0，那么,25,零输入响应,零状态响应,26,零输入响应,零状态响应,全响应,3.3.3一阶电路的全响应:,27,稳态分量,零输入响应,零状态响应,暂态分量,结论：全响应=稳态响应+暂态响应,全响应,稳态值,初始值,28,例1：,由t=0-时电路,电路如图，开关S闭合前电路已处于稳态。t=0时S闭合，试求：t0时电容电压uC和电流iC、i1和i2。,求初始值,29,求时间常数,由右图电路可求得,求稳态值,30,31,例2t0时电路处于稳态。t=0时S1打开，S2闭合。求电容电压uC和电流i.,解:(1)求uC(0+)和i(0+).t=0-时，电容C相当于开路，故,32,33,(2)求uC()和i().,34,(3)求,35,(4)求uC和i。,36,例3图（a）所示电路，,时电路处,于稳态，,时开关闭合，求,时的,和,。,解：（1）求初值,时，,据换路定则可求得,时开关合上，由,图b求出,37,（2）求稳态值,时，C可视为开路,又,代入上式,38,（3）求值,由电路求出,39,（4）代入三要素公式得出,或者,或者,40,例4.RL直接从直流电源断开,(1)可能产生的现象,1)刀闸处产生电弧,2)电压表瞬间过电压,41,(2)解决措施,2)接续流二极管VD,1)接放电电阻,42,图示电路中,RL是发电机的励磁绕组，其电感较大。Rf是调节励磁电流用的。当将电源开关断开时，往往用一个泄放电阻R与线圈联接。经过一段时间后，再将开关扳到3的位置，此时电路完全断开。,例5:,(1)R=1000,试求开关S由1合向2瞬间线圈两端的电压uRL。,电路稳态时S由1合向2。,(2)在(1)中,若使URL不超过220V,则R应选多大？,43,解:,换路后，线圈中的电流为,(1)开关接通R瞬间线圈两端的电压为,(2)如果不使uRL(0)超过220V,则,即,44,图示电路中，已知t0时S在“1”位置，电路已达稳定状