第四章一阶、二阶电路的时域分析 4-1一阶电路的零输入响应 4-2一阶电路的零状态响应 4-3一阶电路的全响应 4-4一阶电路的三要素法、初始值计算 4-5一阶电路在阶跃激励下的响应 4-9电路的冲激响应 4-10电路在任意激励下的响应卷积积分
第四章 一阶、二阶电路的时域分析 4-1 一阶电路的零输入响应 4-2 一阶电路的零状态响应 4-3 一阶电路的全响应 4-4 一阶电路的三要素法、初始值计算 4-5 一阶电路在阶跃激励下的响应 4-9 电路的冲激响应 4-10 电路在任意激励下的响应——卷积积分
电阻电路 静态、即时,激励响应VCR为代数方程,响应仅由激励 引起,与过去和即将出现的激励情况无关 动态电路 动态、过渡过程,激励响应ⅴCR为微分方程,响应与激 励的全部历史有关 动态元件 电感、电容 一阶电路 包含一个动态元件的电路,其激励响应关系可用一阶常 系数线性微分方程来描述
电阻电路—— 静态、即时,激励响应VCR为代数方程 ,响应仅由激励 引起,与过去和即将出现的激励情况无关 动态电路—— 动态、过渡过程,激励响应VCR为微分方程 ,响应与激 励的全部历史有关 动态元件—— 电感、电容 一阶电路—— 包含一个动态元件的电路,其激励响应关系可用一阶常 系数线性微分方程来描述
电容元件 q 斜率为C 符号和特性曲线 +q(t) 线性时不变电容的特性 u(t) q(t)=Cu(t) 线性电容特性曲线是通过坐标原点一条直 线,否则为非线性电容。 时不变特性曲线不随时间变化,否则为时 变电容元件
电容元件 + u(t) - + q(t) - i(t) 线性电容——特性曲线是通过坐标原点一条直 线,否则为非线性电容。 时 不 变——特性曲线不随时间变化,否则为时 变电容元件。 u q 斜率为C 线性时不变电容的特性 符号和特性曲线: q(t) = Cu(t)
电容元件的电压电流关系 dg d(Cu) d dt dt dt 1动态元件 2惯性元件 3记忆元件()1 i(n)dn "i()d2+[i4)L l(o)+ i(元)a元 4储能元件 wc(t)=cu(t)
电容元件的电压电流关系 t u C t Cu t q i t d d d d( ) d d ( ) = = = 1 动态元件 2 惯性元件 3 记忆元件 4 储能元件 − = t i d C u t () 1 ( ) = + − t t t i d C i d C 0 0 ( ) 1 ( ) 1 = + t t i d C u t 0 ( ) 1 ( ) 0 ( ) 2 1 ( ) 2 C W t = C u t
电感元件 y 斜率为L 符号和特性曲线 i(t) ut) +u(t) 线性时不变电感的特性 y(t)=li(t) 线性电感特性曲线是通过坐标原点一条直 线,否则为非线性。 时不变特性曲线不随时间变化,否则为时 变电感元件
线性电感——特性曲线是通过坐标原点一条直 线,否则为非线性。 时 不 变——特性曲线不随时间变化,否则为时 变电感元件。 符号和特性曲线: i 斜率为L + - 线性时不变电感的特性 i(t) L (t) u (t) 电感元件 (t) = Li(t)
电感元件的电压电流关系 dy= d(liel di dt dt 1动态元件 2惯性元件 3记忆元件i(t) l(4)d ∫"a(x+.a(4)dl 4储能元件 i(o)+ ∠2(4)d2 WL(t Li(t)
电感元件的电压电流关系 t i L t Li t u t d d d d( ) d d ( ) = = = 1 动态元件 2 惯性元件 3 记忆元件 4 储能元件 − = t u d L i t () 1 ( ) = + − t t t u d L u d L 0 0 ( ) 1 ( ) 1 = + t t u d L i t 0 ( ) 1 ( ) 0 ( ) 2 1 ( ) 2 L W t = L i t
电阻、电容和电感是三种最基本的电路元件。它们是用两个 电路变量之间的关系来定义的:电压和电流向存在确定关系 的元件是电阻元件;电荷和电压间存在确定关系的元件是电 容元件;磁链和电流间存在确定关系的元件是电感元件。这 些关系从下图可以清楚看到。 R 四个基本变量间 定义的另外两个 电Q 关系是 d中 d g d q(t) i() dt dt C 电容 ×电感 dy(t) dt
电阻、电容和电感是三种最基本的电路元件。它们是用两个 电路变量之间的关系来定义的:电压和电流间存在确定关系 的元件是电阻元件;电荷和电压间存在确定关系的元件是电 容元件;磁链和电流间存在确定关系的元件是电感元件。这 些关系从下图可以清楚看到。 t t u t t q t i t d d ( ) ( ) d d ( ) ( ) ψ = = 四个基本变量间 定义的另外两个 关系是 四个基本 电路变量 之间的关 系图
换路定则及初始值计算 换路:电路元件连接方式或参数的突然改变 换路前瞬间 换路刚完毕 t=0 R c(0)、i1(0)u(04)、i1(0+)as ll(0) C 初始状态 初始值 状态:电容电压和电感电流
换路定则及初始值计算 换路:电路元件连接方式或参数的突然改变 + uS - + uC(0) - R C t = 0 换路前瞬间 换路刚完毕 t = 0- t = 0+ uC(0- )、iL(0- ) uC(0 + )、iL(0 + ) 初始状态 初始值 状态:电容电压和电感电流
换路定则: 1若电容中电流不为无穷大,则电容电压不会跳变,即: 2若电感中电压不为无穷大,则电感电流不会跳变,即 i1(0+)=i1(0-) 说明: a)只适合uc和元,它们是联系换路前后的唯一纽带, 其他变量会跳变 b)实质是电荷守恒,磁链守恒
换路定则: 1 若电容中电流不为无穷大,则电容电压不会跳变,即: uC(0 + ) = uC(0 - ) 2 若电感中电压不为无穷大,则电感电流不会跳变,即: iL (0 + ) = i L (0 - ) 说明: a) 只适合 uC和 iL ,它们是联系换路前后的唯一纽带, 其他变量会跳变 b) 实质是电荷守恒,磁链守恒
元件电容 电感 数学式|c(0+)=lc(0) i(0+)=i(0) qc(0+)=qc(0)w1(0)=v1(0) 等效图 →∧ t=0 +uC(0)=U0 i(0)= t=0 + u 0 应用条件有限 有限
元 件 电 容 电 感 数学式 uC(0 + )= uC(0 - ) iL(0 + )=i L(0 - ) qC(0 + )= qC(0 - ) L(0+ )= L(0 - ) 等效图 t=0- t=0+ + uC(0- )=U0 - C + U0 - 应用条件 iC有限 uL有限 L iL (0- )=I0 I0