第4章--線性動(dòng)態(tài)電路分析.ppt

1、1、第四章線性動(dòng)態(tài)電路的分析、1、過(guò)渡過(guò)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(guò)渡過(guò)程及轉(zhuǎn)換規(guī)律，在k不動(dòng)作之前，i=0， 動(dòng)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(gè)的2個(gè)元件稱為動(dòng)態(tài)元件，也稱為蓄電元件。 b .動(dòng)態(tài)電路：包含動(dòng)態(tài)元件的電路，電路狀態(tài)變化時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)新的穩(wěn)定態(tài)，需要經(jīng)過(guò)變化過(guò)程。 習(xí)慣把這種變化過(guò)程稱為電氣線路的過(guò)渡過(guò)程。 4、c .動(dòng)態(tài)電路與電阻電路的比較：動(dòng)態(tài)電路切換時(shí)發(fā)生過(guò)渡過(guò)程，描述電路的方程式是差分方程，電阻電路切換時(shí)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(gè)動(dòng)態(tài)元件的電路， 5能量的儲(chǔ)存和釋放都需要一定的時(shí)間，假設(shè)從穩(wěn)定態(tài)1到穩(wěn)定態(tài)2所需的時(shí)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(guò)程需要一定的時(shí)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(shí)刻進(jìn)行，0-轉(zhuǎn)換前的結(jié)束時(shí)刻、t=0時(shí)刻、I ()為有限值時(shí)，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(shí)，L (0 )=L (0- )、

3、iL(0 )=iL(0- )、磁通鏈存儲(chǔ)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(shí)刻值，方向取原來(lái)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(dòng)態(tài)電路的過(guò)渡過(guò)程轉(zhuǎn)換規(guī)則動(dòng)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(huà)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(lì)(獨(dú)立電源)為零，只有蓄電元件的初始儲(chǔ)存能量作用于電路的響應(yīng)(放電過(guò)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(shí)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(shí)間常數(shù)的大小反映了電路過(guò)渡過(guò)程的進(jìn)行速度的物理量，=R C，大過(guò)渡過(guò)程的時(shí)間長(zhǎng)，小過(guò)渡過(guò)程的時(shí)間短，電壓初始值r大(c不變) i=u/R放電電流小，放電時(shí)間長(zhǎng)，c大(r不變) w u0.368u0.135u0.05u0.007u0在工序上經(jīng)過(guò)3 - 5，過(guò)渡過(guò)程大致結(jié)束。電容電壓衰減到早期電壓的36.8%所需的時(shí)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(shí)間常數(shù)的修正運(yùn)算、RC (電路中只有一個(gè)電阻

6、和電容) ReqC (電路中多個(gè)電阻和電容構(gòu)成一次電路，實(shí)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(shí)，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(shí)間常數(shù)，i(0)為l大初始能量大r小放電過(guò)程消耗能量如果恒定為24，那么2 .衰減速度依賴于時(shí)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(shí)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(lì)作用下產(chǎn)生的響應(yīng)(充電過(guò)程1，RC電路的零狀態(tài)響應(yīng)，28，與輸入激勵(lì)的變化規(guī)律有關(guān)，直流或周期激勵(lì)時(shí)的強(qiáng)制成分是電路的穩(wěn)態(tài)解，此時(shí)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(chǔ)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(guò)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(guò)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(guò)渡解) 自由成分(過(guò)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(kāi)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(shí)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(lì)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(gè)數(shù)值所需的時(shí)間： 眾所周知，當(dāng)電感量無(wú)初期儲(chǔ)藏t=0時(shí)k1，t=0.2s時(shí)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