电路(邱关源第五版)第七章PPT课件

一阶和二阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应的概念和求解、重点、一阶和二阶电路的阶跃响应概念和求解、1 .动态电路方程的建立和初始条件的确定、反馈、包含动态元件电容和电感的电路称为动态电路。 1、动态电路、7-1动态电路的方程及其初始条件，从有电路的状态经过工艺才能达到新的稳定状态。 这个变化过程称为电路的过渡过程。下一页、上一页、特征、恢复、过渡期零、电阻电路、下一页、上一页、恢复、电容电路、下一页、上一页、恢复、i=0、uC=US、i=0、uC=0、s电源接通后长时间电容充电完成，电路达到新的稳定状态：s不动作前、电路达到稳定状态：前的稳定状态、过渡状态、 新的稳定状态， 有、过渡期，uL=0、i=US/R、i=0、uL=0、s电源接通后长时间，电路达到新的稳定状态，电感被认为是短路，在s不动作之前，电路处于稳定状态：电感电路、下一页、上一页、上一页、稳定状态、过渡状态、新的稳定状态、过渡期， 返回，在下一页、上一页、s不动作前，电路稳定：uL=0，i=US/R，s断开的瞬间，i=0，uL=，施工中如果切断电容器和电感电路，则会产生过电压和过电流。 注意、返回、过渡过程的原因，电路包括存储元件l、c，更换电路时需要时间来完成能量的存储和释放。 2 .动态电路方程式、下一页、上一页、电流为变量，2 .动态电路的方程式、下一页、上一页、RC电路、返回、电感电压为变量，下一页、上一页、RL电路、返回、1次电路、下一页、上一页、结论、一个动态元件电容或I 此后，通过应用、二次电路、下一页、上一页、RLC电路、KVL和元件的VCR得到的包含两个动态元件的线性电路，该电路方程式在二次线性常微分方程式中称为二次电路。 回到这里，一次电路、一次电路只有一个动态要素，描述电路的方程式是一次线性微分方程式。 描述动态电路的电路方程是微分方程。 动态电路方程的阶数通常等于电路中的动态元件的数目。 二次电路、二次电路有两个动态要素，描述电路的方程是二次线性微分方程。 下页、上页、结论、返回、高次电路、电路有多个动态元件，描述电路的方程式为高次微分方程式。 动态电路分析方法通过KVL、KCL和VCR建立微分方程。 下页，上页，返回，解复频域分析法，时域分析法，微分方程式。 本章用计算机辅助分析求解工程中的高阶微分方程。 此外，下一页、上一页、返回、t=0和t=0-的概念在返回为t=0时进行，在0-返回前的瞬间、0-返回后的瞬间、3 .电路的初始条件、初始条件为t=0时，认为是u、I及其各次数的导数的值。 此外，下一页、上一页、注意：0-，0，t，返回，图示为电容放电电路，电容上附加电压Uo，求出开关闭合后的电容电压的时间变化。 例1-1、解、特征根方程式：通解：初始条件取得：在动态电路解析中，初始条件是确定解答所需的条件。 下一页、上一页、明确、返回、t=0时刻、电容器的初始条件、下一页、上一页、I ()为有限值时，返回，q(0 )=q(0- )，在uC(0 )=uC(0- )，在开关瞬间，如果电容器电流被保持为有限值，则电容器电压(电荷)的开关电荷保存、下一页、上一页、结论、返回、电感初始条件、t=0时刻、下一页、上一页、uL为有限值的情况下，如果返回、l(0 )=l(0- )、iL(0 )=iL(0- )、交链磁通保存、交链瞬时、电感电压保持为有限值，则将电感电流(交链磁通) 、下页、上页、结论、返回、(2)传输规则、uC(0 )=uC(0-)=8V、(1)根据0 -电路求出uC(0- )、uC(0-)=8V、例1-2、iC(0) . 在电容器打开、下一页、上一页、返回、iL(0 )=iL(0-)=2A、例1-3、t=0时闭合开关s，求出uL(0)。首先，应用传输定律：求解、感应短路、下一页、上一页、返回、初始值(步骤3360 )，1 .根据传输前电路(稳态)求uC(0- )和iL(0- )。 2 .从转路定律中得到uC(0)和iL(0)。 画3.0等效电路。 从4.0电路中求出所需各变量的0值。 (2)将电容器(电感)置换为电压源(电流源)。 (1)变换后的电路，(取0的时刻值，朝向与本来设想的电容电压、感应电流相同的方向)。 下一页，上一页，汇总，返回，求出iL(0 )=iL(0-)=iS，uC(0 )=uC(0-)=RiS，uL(0 )=-RiS，iC(0)，uL(0)。 从例1-4、解、0-电路得到，从下一页、上一页、0电路得到，返回，求出例1-5、s关闭瞬间的各旁路电流和电感电压。 从解、下一页、上一页、0-电路得到，从0-电路得到，返回，求出s关闭的瞬间流过的电流值。 确定解、0-值，给出0等效电路，下一页、上一页、例1-6、返回、7-2一次电路的零输入响应、电路转换后施加激励零，仅在动态元件的初始储存中产生的电压和电流。 1.RC电路的零输入响应、已知uC(0-)=U0、零输入响应、下一页、上一页、返回、特征根、下一页、上一页称为初始值uC(0 )=uC(0-)=U0、=u0、返回、下一页、上一页或返回、命令=RC、1次电路的时间常数。 电压、电流是随时间以相同的指数规律衰减的函数。 响应与初始状态呈线性关系，其衰减速度与RC有关。 下一页，上一页，返回，时间常数的大小反映了电路过渡过程时间的长度，=RC，最大过渡过程时间长，最小3354过渡过程时间短，电压初始值恒定：r大(c恒定) i=u/R放电电流小，c大(r恒定) W=Cu2/2累积大，物理意义，下一页在工程上，经过35年，认为过渡过程会结束。 另外，U00.368U00.135U00.05U00.007U0、U0U0e-1U0e-2U0e-3U0e-5、下一页、注意，返回例2-1、图示的电路的电容器中充电24V的电压，s闭合后，求出电容器电压和各旁路电流的时间变化规律解，这是求一次RC零输入响应的问题，下一页、上一页、返回、分流、下一页、上一页、下一页，例2-2、(1)图示了闭合电路s后各元件的电压和电流的时间变化的规律，(2)电容器的初始储存和最终时刻的储存和电阻的能量消耗。 解，这是求一次RC零输入响应的问题，u(0 )=u(0-)=-20V，反馈，下一页，上一页，u，s，4f，-，I，-20V，250k，反馈，下一页，上一页，初始储存，最终储存，电阻能量，反馈，j，j， 2.RL电路的零输入响应、特征方程式Lp R=0、特征根、赋值初始值、A=iL(0 )=I0、下一页、反馈、电压、电流随时间推移，下一页、上一页、返回、衰减速度与L/R有关。 下一页、上一页、时间常数的大小反映了电路过渡过程时间的长短。 l大W=LiL2/2初始能量大r小p=Ri2放电过程的消耗能量小，大过渡过程时间长，小3354过渡过程时间短，物理意义上，电流初始值iL(0)恒定：返回，能量关系，电感释放能量被电阻吸收，直至全消耗完毕。 如果iL(0 )=I0、电感释放能量：电阻吸收(消耗)能量：下一页、上一页、返回、iL(0 )=iL(0-)=1A、例2-3、t=0，则将开关s设为on来求出uV。 电压表范围： 50V。 在解析、下一页、上一页、返回、例2-4，t=0的情况下，开关s从12求出电感电压、电流和开关两端电压u12。 解、下一页、上一页、后退、下一页、上一页、后退、1次电路零输入响应是基于存储元件的初始值的响应，都是初始值的衰减为零的指数衰减函数。 下页、上页、总结、返回、衰减速度取决于时间常数。下一页、上一页、总结为=rc、=L/R、RC电路、RL电路、返回、动态元件的初始能量为零，t0时刻电路受到激励作用的响应。 方程：7-3一阶电路的零态响应，解答形式：1.RC电路的零态响应，零态响应，非齐次方程的特解，齐次方程的通解，下页，非齐次线性常微分方程，返回，与输入激励的变化规律有关，是电路的稳态解。变化规律由电路参数和结构决定。 的通解、的特解、下一页、上一页、返回、全解、uC(0 )=A US=0、A=-US、以初始条件uC(0 )=0积分的常数a、从下一页、上一页、以上的式子得到的返回、电压、电流随时间以相同的指数规则变化的函数即电容电压可以是连续函数、迁移、稳定成分(强制成分)、 过渡成分(自由成分)、下一页、上一页、显示、响应变化速度、时间常数=rc决定的大小、充电慢、小充电快。 响应与施加激励呈线性关系。 能量关系：电容蓄积能量、电源供给能量、电阻消耗能量、电源供给能量的一半被电阻消耗，一半被转换成电场能量并蓄积在电容中。 下一页，返回上一页，在例3-1、t=0情况下，开关s闭合，可知uC(0-)=0，(1)求出电容电压和电流(2)uC=80V时的充电时间t . (1)这是RC电路的零状态响应问题，(2)t1秒钟后，如果uC=80V，下一页，上一页，返回，2.RL电路的零状态响应，已知的iL(0-)=0，电路方程式是下一页，上一页，返回，下一页，上一页，返回，例如3-2，t=0，则开关s打开答案是：这是关于RL电路的零状态响应问题，电路的简化，其中打开下一页、上一页、返回和示例3-3，t=0开关s以确定t0之后iL、uL和电流源的电压。 解，这是RL电路的零状态响应问题，简化了电路，是下一页、上一页、返回和7-4次电路的全响应，电路的初始状态不是零，同时激励源作用时电路有响应。 以RC电路为例，电路微分方程式：1 .全响应、全响应、下页、前页、UC(t)=UC ，=RC、返回、uC(0-)=U0、uC(0 )=A US=U0、A=U0-US、从初始值着眼于a、下一页、上一页、强制成分(稳定解)、自由成分(过渡解)、返回、2 .全响应这两个分解方式全响应=强制成分(稳定解)自由成分(过渡解)，着眼于电路的两个动作状态， 如果物理概念清晰的下一页、上一页、返回、全部响应=零状态响应零输入响应、因果关系，着眼于容易相加的下一页、上一页、零输入响应、返回、下一页、上一页、返回，例如4-1、t=0，则开关s导通，t0后的iL、uL 求解，这是RL电路的全部响应问题，包括零输入响应：零状态响应：全部响应：下一页、上一页、返回或者稳定分量，并且当全部响应、替换初始值是6=2 A，A=4 解，这是RC电路的全响应问题，下一页、上一页、稳态成分：下一页、上一页、全响应：返回3 .三要素法分析一次电路，一次电路的数学模型分析一次线性微分方程式：t=0，其答案为一般形式：下一页、上一页、特解、返回、一次电路问题分析电路的三要素的问题可知，利用0等效电路求出t的稳态电路，在下一页、上一页、直流激励时：注意，返回例4-3、t=0时接通开关，求出变换后的uC(t )。 当解析、下一页、上一页、返回例4-4、t=0时，开关闭合，求t0后的iL、i1、i2。 此外，已知解法1、3要素是下一页、上一页、三要素式、返回、下一页、上一页、返回、三要素是下一页、上一页、返回、解法2，例4-5，求出当t=0时将开关从1切换到2的uC(t )。 已知的是，在下一页、上一页、返回、下一页、上一页，例如4-6，t=0，开关被闭合，电路改变电流i(t )。 已知的是，当返回、下一页、上一页、返回、并且电感没有初始存储