电路基础与实践 第4版 第3章 动态电路的时域分析.pptx

;第3章动态电路的时域分析;引例：电感镇流器日光灯电路;2024年8月31日11时50分;3.1动态元件;线性电感中的磁链与引起它的电流成比例：;2.电感元件的电压电流关系;3.电感元件储存的能量;线性电容极板上储存的电荷量和其端电压成正比：;3.电容元件储存的能量;3.2换路定律与初始值;动态过程：;如果过程是瞬间完成的，则t=0的时间内能量由0焦耳到50焦耳，电源就必须有无穷大的功率。这是不可能的！;动态过程分析：;2.换路定律;电容元件的储能;3.2.2电路初始值的确定;例已知iL(0-)=0,uC(0-)=0,试求S闭合瞬间,电路中各电压、电流的初始值。;3.3一阶电路的零输入响应;3.电路中含有两个以上同类型的动态元件时，判断方法：;一阶电路的解法通论;对应的齐次方程的通解;3.3.1RC电路的零输入响应;理论上讲：当时，uc(t)=0放电结束;不同时间常数的uC波形;3.3.2RL电路的零输入响应;开关动作后，电路简化：;;3.4.1RC电路的零状态响应;零状态响应有;3.4.2RL电路的零状态响应;例2US=20V，R=20Ω，L=5H，开关S闭合前电感未储能，在t=0时开关S闭合。求：t分别等于0、τ、∞时电路的电流及电感元件上的电压;Us;;零输入响应：;3.5.2三要素法;可见，一阶电路的全响应取决于?（0+）、?（∞）、和τ这三个要素，只要分别计算出这三个要素，就能够确定全响应上式称为求解一阶电路动态响应的三要素公式，这种应用三要素公式计算一阶电路的响应的方法称为三要素法;[即稳态解];3.时间常数τ;[例]在下图中，已知U1=3V，U2=6V，R1=1k?，R2=2k?，C=3?F，t0时电路已处于稳态。用三要素法求t≥0时的uC(t),并画出变化曲线。;[例]在下图中，已知U1=3V，U2=6V，R1=1k?，R2=2k?，C=3?F，t0时电路已处于稳态。用三要素法求t≥0时的uC(t),并画出变化曲线。;[例]在下图中，已知U1=3V，U2=6V，R1=1k?，R2=2k?，C=3?F，t0时电路已处于稳态。用三要素法求t≥0时的uC(t),并画出变化曲线。;;;例:电路如图(a)所示，t0时电路处于稳态。t=0时S1打开，S2闭合。求电容电压uC和电流i。;解(1)求uC(0+)和i(0+)，t=0-时，电容C相当于开路，故;(2)求uC(∞)和i(∞);(4)求uC和i;3.5一阶电路的阶跃响应;;3.阶跃函数的应用：;矩形脉冲分解;3.6.2阶跃响应;RC电路在单位阶跃电压激励下的阶跃响应为：;例图(a)所示电路，若以电流iL为输出，求其阶跃响应g(t)。;由图(b)可知，iL的稳态值和该电路的时间常数分别为;线性电路具有两个特性：齐次性和叠加性。若以f(t)表示激励，yf(t)表示电路的零状态响应。;如果电路既满足齐次性又满足叠加性，则该电路是线性的，可表示为;电路的线性时不变特性，将给电路的计算带来许多方便。例如，若电路的激励为图(a)所示的矩形脉冲信号，即;例：图所示电路，其激励is的波形如图(b)所示。若以uC为输出，求其零状态响应。

解激励is可表示为;故单位阶跃响应为;例：;解(1)激励可表示为;3.7实践项目一阶电路的响应测试;3.7.1任务一观察电容的充电、放电过程;3.7.1任务一观察电容的充电、放电过程;;3.7.2任务二方波输入的响应;3.7.2任务二方波输入的响应;;3.7项目一阶电路的响应测试;动态电路:;一阶电路三要素的求取：;RC电路零输入响应：