《電工技術(shù)》課件-一階動態(tài)電路的全響應

一階動態(tài)電路的全響應目錄一階動態(tài)電路的全響應概念一階動態(tài)電路的全響應分析一階動態(tài)電路的全響應三要素分析法課程導入一階動態(tài)電路的全響應課程導入一階動態(tài)電路的全響應音頻信號放大器的外部激勵響應電池釋放的能量電壓電流課程導入一階動態(tài)電路的全響應電路中的電流和電壓如何響應這種突發(fā)的輸入信號課程導入一階動態(tài)電路的全響應一態(tài)電路的全階動響應一階動態(tài)電路的全響應動態(tài)電路的全響應分析電路的初始能量狀態(tài)外部激勵的影響電路中的電流和電壓如何響應這種突發(fā)的輸入信號?一階動態(tài)電路的全響應理解電路在實際應用中的動態(tài)行為電路中的電流和電壓如何響應這種突發(fā)的輸入信號?動態(tài)電路的全響應分析啟動運行故障學習目標如何在既有原始能量又存在外輸入激勵的情況下，分析電路的全響應。學習目標便攜式音響系統(tǒng)的使用一階動態(tài)電路的全響應一階動態(tài)電路的全響應概念一階動態(tài)電路的全響應概念一階動態(tài)電路的全響應電路中既有外輸入激勵(即有獨立源的作用)，動態(tài)元件上又存在原始能量（換路前uC和iL不為零），當電路發(fā)生換路時，在外激勵和原始能量的共同作用下所引起的電路響應稱為全響應。R1＋SiCuC－（t=0）＋－USCR2R2＋SiLuL－(t=0)＋－USLR1RC一階全響應電路RL一階全響應電路一階動態(tài)電路的全響應概念一階動態(tài)電路的全響應R1＋SiCuC－（t=0）＋－USCR2R2＋SiLuL－(t=0)＋－USLR1RC一階全響應電路RL一階全響應電路換路前，開關(guān)S斷開，電容存儲有原始能量，通R2構(gòu)成的回路放電，在t=0時，開關(guān)閉合，電路中又增加了外激勵源，電壓源Us，在電壓源與儲有原始能量的電容共同作用下，引起電路中電壓、電流的響應，這是RC一階全響應的過程。一階動態(tài)電路的全響應概念一階動態(tài)電路的全響應R1＋SiCuC－（t=0）＋－USCR2R2＋SiLuL－(t=0)＋－USLR1RC一階全響應電路RL一階全響應電路初始開關(guān)S閉合，則電壓源作用下，通過電阻R2對電感充電，電感的初始電流等于Us/R2，不為零。在t=0時，開關(guān)S斷開，電路結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，串聯(lián)進新的電路R1，此時在儲有原始能量電感及電壓源共同作用下，電路中產(chǎn)生電壓、電流的響應，稱為RL一階全響應。課程導入一階動態(tài)電路的全響應RC和RL全響應電路的解可表示為：全響應零輸入響應零狀態(tài)響應分別處理結(jié)果合并簡化復雜電路分析一階動態(tài)電路的全響應分析以電容電壓為例，零輸入響應用????

(??)′表示；????

(??)′′表示零狀態(tài)響應，則全響應可表示為：

＋SiCuC－（t=0）＋－2KΩ1mF1KΩ9V圖示電路在換路前已達穩(wěn)態(tài)，且UC(0-)=12V，分析t≥0時的uC(

t)和iC(

t)。根據(jù)換路定律可得

電路的時間常數(shù)τ

一階動態(tài)電路的全響應分析一階動態(tài)電路的全響應一階動態(tài)電路的全響應分析一階動態(tài)電路的全響應＋SiCuC－（t≥0+）＋－2KΩ1mF1KΩ9V電容電壓的穩(wěn)態(tài)值：

零狀態(tài)響應uC(t)"：

全響應uC(t)：

電容電流的全響應iC(t)：

由全響應結(jié)果可以看出，前面的常數(shù)6V為穩(wěn)態(tài)分量，后一項按指數(shù)規(guī)律變化的為暫態(tài)分量，因此：全響應=穩(wěn)態(tài)分量+暫態(tài)分量一階動態(tài)電路的全響應分析一階動態(tài)電路的全響應對比電容電壓的全響應表達式，電流的全響應表達式中，缺少穩(wěn)態(tài)分量，這是為什么呢？一階動態(tài)電路的全響應分析一階動態(tài)電路的全響應從換路后的等效電路分析，我們就容易理解，因為換路后電路達到新的穩(wěn)態(tài)時，電容相當于開路，電流為零，所以我們在電容電流的全響應表達式中沒有看到穩(wěn)態(tài)分量。一階動態(tài)電路的全響應三要素分析法電路一階動態(tài)電路的全響應三要素分析法一階動態(tài)電路的全響應瞬態(tài)響應穩(wěn)態(tài)響應一階動態(tài)電路的全響應三要素分析法一階動態(tài)電路的全響應電路全響應激勵響應初始值自然響應簡化電路分析一階動態(tài)電路的全響應三要素分析法一階動態(tài)電路的全響應f(t)表示電路的響應f(0+)表示響應的初始值f(∞)

表示響應的穩(wěn)定值τ

表示電路的時間常數(shù)電路的全響應表達式：代表換路后的響應一階動態(tài)電路的全響應三要素分析法一階動態(tài)電路的全響應f(t)表示電路的響應f(0+)表示響應的初始值f(∞)

表示響應的穩(wěn)定值τ

表示電路的時間常數(shù)電路的全響應表達式：代表換路后的響應一階動態(tài)電路的全響應三要素分析法一階動態(tài)電路的全響應一階電路在直流電源作用下求解電壓、電流響應的三要素公式。一階動態(tài)電路的全響應三要素分析法一階動態(tài)電路的全響應初始值穩(wěn)態(tài)值時間常數(shù)一階電路的三要素三要素法一階動態(tài)電路的全響應三要素分析法一階動態(tài)電路的全響應初始值穩(wěn)態(tài)值時間常數(shù)一階電路的三要素三要素法由于零輸入響應和零狀態(tài)響應是全響應的特殊情況，因此，三要素公式適用于求一階電路的任一種響應，具有普遍適用性。一階動態(tài)電路的全響應三要素分析法一階動態(tài)電路的全響應初始值穩(wěn)態(tài)值時間常數(shù)一階電路的三要素由于零輸入響應和零狀態(tài)響應是全響應的特殊情況，因此，三要素公式適用于求一階電路的任一種響應，具有普遍適用性。三要素法求解響應的步驟一階動態(tài)電路的全響應三要素分析法一階動態(tài)電路的全響應初始值穩(wěn)態(tài)值時間常數(shù)一階電路的三要素由于零輸入響應和零狀態(tài)響應是全響應的特殊情況，因此，三要素公式適用于求一階電路的任一種響應，具有普遍適用性。三要素法求解響應的步驟一階動態(tài)電路的全響應三要素分析法一階動態(tài)電路的全響應三要素法求解響應的步驟1、確定初始值f(0+)初始值f(0+)是指任一響應在換路后瞬間t=0+時的數(shù)值，與本章前面所講的初始值的確定方法完全一樣。先作t=0-

電路。確定換路前電路的狀態(tài)uC(0-)或iL(0-)這個狀態(tài)即為t＜0階段的穩(wěn)定狀態(tài)，因此，此時電路中電容C視為開路，電感L視為短路。再作t=0+

等效電路。這是利用換路后一瞬間的電路確定各變量的初始值。一階動態(tài)電路的全響應三要素分析法一階動態(tài)電路的全響應三要素法求解響應的步驟1、確定初始值f(0+)若uC(0+)=U0，iL(0+)=I0，在此電路中C用電壓源U0代替，L用電流源I0代替；若uC(0+)=0或iL(0+)=0，則C用導線代替，L視為開路。作t=0+

等效電路后，即可按一般電阻性電路求解其它響應的初始值。2、確定穩(wěn)態(tài)值f(∞)一階動態(tài)電路的全響應三要素分析法一階動態(tài)電路的全響應三要素法求解響應的步驟1、確定初始值f(0+)作t=∞的等效電路，暫態(tài)過程結(jié)束后，電路進入新的穩(wěn)態(tài)，用此時的電路確定響應的穩(wěn)態(tài)值f(∞)。在此電路中，電容C視為開路，電感L視為短路，可按一般電阻性電路來求各響應的穩(wěn)態(tài)值。2、確定穩(wěn)態(tài)值f(∞)一階動態(tài)電路的全響應三要素分析法一階動態(tài)電路的全響應三要素法求解響應的步驟1、確定初始值f(0+)RC電路中，τ=RC；RL電路中，τ=L/R；其中R等于：將電路中所有獨立源置零后，從C或L兩端看進去的等效電阻，(即戴維南等效電源中的R0)。2、確定穩(wěn)態(tài)值f(∞)3、確定時間常數(shù)τ課程小結(jié)一階動態(tài)電路的全響應一階動態(tài)電路的全響應概念分析三要素分析法一階動態(tài)電路的全響應以電容電壓為例，零輸入響應用????

(??)′表示；????

(??)′′表示零狀態(tài)響應，則全響應可表示