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文档简介

§4-5二阶电路的冲激响应本节主要讨论RLC串联电路冲激响应的求解方法及其性质。要求1能根据给定电路列写二阶动态电路的输入—输出方程;2能根据已知条件确定求解微分方程的初始条件;3能根据电路参数定性的判断R、L、C串联(或并联)电路的冲激响应的几种放电类型。当t<0时,

(t)=0,i(0)=0,uC

(0)=0。

当t=0+时,有

从0-到0+时间内uL=δ(t)一、RLC串联电路的冲激响应电容电流为有限值,电容电压不跳变,即当t>0时,(t)=0,单位冲激电压源相当于短路。初始条件输入输出方程解:特征方程

LCs2+RC

s+1=0

特征根(即电路的自然频率)为令参数不同时,S1,S2为:当s1s2时,微分方程的通解为初始条件为电容上的冲激响应电压为

冲激响应电流为

u、i随时间变化的曲线s1和s2为不相等的根u、i随时间变化的曲线IIIIII非振荡放电(过阻尼放电)IIIIII其中,因此,d、0、三者之间的关系,可用直角三角形表示。此时,u、I随时间变化的曲线IIIIII振荡放电(欠阻尼放电)IIIIIIIVα称为衰减常数,或阻尼常数角频率d称为阻尼振荡角频率阻尼振荡角频率不仅决定于电感L和电容C,也和电阻R有关。在R=0的极限情况下,

=0,θ=0,在R=0情况下的响应uC(t)、i(t)均变为等幅振荡,或称为无阻尼振荡。其函数表达式为u、i随时间变化的曲线等幅振荡(无阻尼情形)IIIIII此时,微分方程的通解为初始条件为s1和s2为相等的负实根

=0

u、i随时间变化的曲线非振荡放电(临界阻尼放电)IIIIII与过阻尼情况相同1.二阶电路冲激响应的形式取决于电路的参数,与初始条件无关。总结3.二阶电路冲激响应形式的判据。(见下表)2.二阶电路冲激响应有过阻尼放电、临界阻尼放电、欠阻尼放电、无阻尼放电等情形。特征根参数关系阻尼状态振荡情况两个不相等的负实根过阻尼不振荡,衰减到零两个相等的负实根临界阻尼不振荡,衰减到零一对共轭复根欠阻尼衰减振荡直到零一对共轭虚根R=0,L、C不等于零无阻尼等幅振荡不衰减例1如图所示电路,已知R=3,L=0.5H,C=0.25F,

uC(0-)=2V,iL(0-)=1A,求电容电压和电感电流的零输入响应。解:将R、L、C的值代入计算出固有频率

则带入初值:uC(0+)=uC(0-)=

2ViL(0+)=iL(0-)=

1AK1=6K2=-4最后得到电容电压和电感电流的零输入响应为例2如图所示电路,已知R=6,L=1H,C=0.04F,

uC(0-)=3V,iL(0-)=0.28A,求电容电压和电感电流的零输入响应。解:将R、L、C的值代入计算出固有频率则带入初值:uC(0+)=uC(0-)=

3ViL(0+)=iL(0-)=

0.28AK1=3K2=4最后得到电容电压和电感电流的零输入响应为二、RLC并联电路的零输入响应uc

(0+)=uc(0)=0当t>0

时,有

RLC串联电路

(1)当时

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