第4章--線性動態(tài)電路分析.ppt

1、1、第四章線性動態(tài)電路的分析、1、過渡過程及轉(zhuǎn)換規(guī)律2、1次RC電路的零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)3、1次RL電路的零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)4、1次電路的全響應(yīng)及三要素法、2、4.1過渡過程及轉(zhuǎn)換規(guī)律，在k不動作之前，i=0， 動態(tài)元件：電容元件和電感量元件的電壓和電流的限制關(guān)系用導(dǎo)函數(shù)或積分表現(xiàn)，這些個的2個元件稱為動態(tài)元件，也稱為蓄電元件。 b .動態(tài)電路：包含動態(tài)元件的電路，電路狀態(tài)變化時，為了實現(xiàn)新的穩(wěn)定態(tài)，需要經(jīng)過變化過程。 習(xí)慣把這種變化過程稱為電氣線路的過渡過程。 4、c .動態(tài)電路與電阻電路的比較：動態(tài)電路切換時發(fā)生過渡過程，描述電路的方程式是差分方程，電阻電路切換時狀態(tài)瞬間完成，描述

2、電路的方程式是代數(shù)方程，d.1次電路，通常是電路中只包含一個動態(tài)元件的電路， 5能量的儲存和釋放都需要一定的時間，假設(shè)從穩(wěn)定態(tài)1到穩(wěn)定態(tài)2所需的時間為t，從穩(wěn)定態(tài)1到穩(wěn)定態(tài)2有一定的能量變化，如果是t0、p，則電源不能提供這么大的能量，因此該過程需要一定的時間。 6、2 .電路結(jié)構(gòu)、物態(tài)變化(外因)、7、3、電路的初始條件、t=0和t=0-的概念、轉(zhuǎn)換在t=0時刻進(jìn)行，0-轉(zhuǎn)換前的結(jié)束時刻、t=0時刻、I ()為有限值時，q (0 )=q (0- )、uC (0 )=uC (0- )、電荷保存、結(jié)論：轉(zhuǎn)換如果維持電容電流，則在1 .q=C uC，9，u是有限值時，L (0 )=L (0- )、

3、iL(0 )=iL(0- )、磁通鏈存儲器、10，路徑改變規(guī)律：路徑改變規(guī)律成立的條件電容電流或電感量電壓是有限值，并且注意到：在路徑改變的瞬間另外，在傳輸路徑瞬間，如果電容電流保持為有限值，則電容電壓(電荷)的傳輸路徑前后不變。11、求初始值步驟3360，1、1 .根據(jù)交換前電路(一般為穩(wěn)定態(tài))求出uC(0- )和iL(0- )； 2 .根據(jù)轉(zhuǎn)移定律得到uC(0)和iL(0)，描繪3.0等效電路，根據(jù)4.0等效電路求出其他變量的0值。 b .將電容器(電感量)置換為電壓源(電流源)，a .變換后的電路取0時刻值，方向取原來設(shè)想的電容器電壓、電感量電流方向、5 .電路初始值的確定、12、(2)

4、根據(jù)(4)0等效電路求出iC(0)、(3)0等效電路，求解動態(tài)電路的過渡過程轉(zhuǎn)換規(guī)則動態(tài)電路初始值的確定，初始值的步驟3360，1 )從轉(zhuǎn)換前電路(一般，2 )傳送路徑規(guī)則得到uC(0)和iL(0)。 3 )畫出零等值電路。 4 )從0回路求出必要的各變量的0值。 b .將電容器(電感量)替換為電壓源(電流源)。a .路徑變更后的電路，14，iL(0 )=iL(0-)=2A，先求出，路徑變更規(guī)則：15，il(0)=il 4.2一次電路的零輸入響應(yīng)，零輸入響應(yīng)：激勵(獨立電源)為零，只有蓄電元件的初始儲存能量作用于電路的響應(yīng)(放電過程)。 另一方面，RC電路的零輸入響應(yīng)以已知的uC (0-)=U

5、0求t0時uc(t )。求解：uR=Ri、特征根、特征方程式，1 .零輸入響應(yīng)，17、初始值uC (0 )=uC(0-)=U0時間常數(shù)的大小反映了電路過渡過程的進(jìn)行速度的物理量，=R C，大過渡過程的時間長，小過渡過程的時間短，電壓初始值r大(c不變) i=u/R放電電流小，放電時間長，c大(r不變) w u0.368u0.135u0.05u0.007u0在工序上經(jīng)過3 - 5，過渡過程大致結(jié)束。電容電壓衰減到早期電壓的36.8%所需的時間。 U0 U0 e -1 U0 e -2 U0 e -3 U0 e -5、電流I也如上述那樣規(guī)則地變化、20、時間常數(shù)的修正運算、RC (電路中只有一個電阻

6、和電容) ReqC (電路中多個電阻和電容構(gòu)成一次電路，實際的零輸入響應(yīng)可以用通式記述，f(t)=f(0 e-t/，21，3 .能量關(guān)系：設(shè)uC(0 )=U0時，容量釋放能量，電阻吸收(消耗)的i (0 )=i (0-)=，23，=L/R，稱為一次RL電路的時間常數(shù)，i(0)為l大初始能量大r小放電過程消耗能量如果恒定為24，那么2 .衰減速度依賴于時間常數(shù)RC電路=RC，RL電路=L/R，3 .同一電路中的所有響應(yīng)具有相同的時間常數(shù)。復(fù)習(xí)、26、iL (0 )=iL(0-)=1 A、示例、K(t=0)、iL、L=4H、R=10、現(xiàn)象：電壓校正被破壞，電壓校正范圍： 50V、解：作業(yè)：4-84

7、-11、27、4.3一次電路的零狀態(tài)響應(yīng)， 零狀態(tài)響應(yīng)：蓄電元件的初始能量為零的電路在輸入激勵作用下產(chǎn)生的響應(yīng)(充電過程1，RC電路的零狀態(tài)響應(yīng)，28，與輸入激勵的變化規(guī)律有關(guān)，直流或周期激勵時的強(qiáng)制成分是電路的穩(wěn)態(tài)解，此時強(qiáng)制成分稱為穩(wěn)態(tài)成分。 變化規(guī)則由電路殘奧儀表和結(jié)構(gòu)決定，是全解，uC (0 )=A US=0，A=- US，初始條件uC (0 )=0，積分常數(shù)a，一次方程式的解，特解(強(qiáng)制成分)、電容儲能：供電能量：電阻消耗：31、二、RL電路的零狀態(tài)響應(yīng)、解、32、RC電路的零狀態(tài)響應(yīng)的求解步驟、RL電路的零狀態(tài)響應(yīng)的求解步驟、作業(yè)：一次電路的總響應(yīng)及其兩種分解方式如下：穩(wěn)態(tài)解uC=

8、US，解是uC(t)=uC uC， uC (0-)=U0、非齊次方程式、=RC、過渡解、1 .全響應(yīng)(1)全響應(yīng)=強(qiáng)制成分(穩(wěn)態(tài)解)自由成分(過渡解)、2、全響應(yīng)的兩種分解方式、35、(2)全響應(yīng)=零狀態(tài)響應(yīng)零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)、零輸入響應(yīng)全響應(yīng)=強(qiáng)制成分(穩(wěn)態(tài)解)自由成分(過渡解) 自由成分(過渡解)、38、1次電路的零狀態(tài)響應(yīng)、2.1次電路的全響應(yīng)、復(fù)數(shù)換擋后的電路中的電壓、電流都從初始值f(0)開始，根據(jù)指數(shù)e-t/規(guī)則換擋為新的穩(wěn)態(tài)值f ()，換擋的速度依賴于電路的時間常數(shù)。 被稱為f(0)、f ()、一次電路的3要素。 從一次電路的數(shù)學(xué)模型可以求出換流后電路的任意電壓、電流的解析式f(t )，其解答一般的形式是，在一次電路的數(shù)學(xué)模型：40，被直流源激勵的情況下：根據(jù)上式也能夠確定電路中的電壓或電流從換流后的初始值變化為某個數(shù)值所需的時間： 眾所周知，當(dāng)電感量無初期儲藏t=0時k1，t=0.2s時k2求兩次交換后的電感量電流i(t )。 解：0 t 0.2s、t 0.2s、43、(0 t 0.2 )、(t 0.2 )、作業(yè)3360-6-4-14、4