小學(xué)教育大學(xué)電路獨(dú)家分析第七章第一節(jié)課件

1、1.通過例子，掌握求解二階電路的方法、步驟。2.通過例子得出二階電路的一般規(guī)律。* 本節(jié)討論的具體結(jié)果只適用于本例，不能套用到 其它電路。但得出的規(guī)律具有一般性。第7章 二階電路二階電路的零輸入響應(yīng)，零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)重點掌握學(xué)習(xí)方法1.通過例子，掌握求解二階電路的方法、步驟。2.通過例子得出7.1 二階電路的零輸入響應(yīng)一.二階電路1.定義:用二階微分方程描述的動態(tài)電路稱為二階電路。2.最簡單的二階電路：RLC串聯(lián)電路，GLC并聯(lián)電路。3.二階電路中,給定的初始值應(yīng)有兩個,且由儲能元件的初始值決定。二.RLC電路的分析uC(0+)=U0 ， iL (0+)=0已知求 uC(t) , i(t)

2、, uL(t)。RLC+-iuCuL+-(t=0)7.1 二階電路的零輸入響應(yīng)一.二階電路1.定義:用二解：又: (1) 則:特征根為解：又: (1) 則:特征根的性質(zhì)不同，響應(yīng)的變化規(guī)律也不同分根的性質(zhì)不同，響應(yīng)的變化規(guī)律也不同分RLC+-iucuL+-(t=0)a.電容電壓響應(yīng)uC:由初始條件: 1則RLC+-iucuL+-(t=0)a.電容電壓響應(yīng)uC:由初b.電流響應(yīng) i:c.電感電壓響應(yīng)uL :d.電阻電壓響應(yīng)uR :b.電流響應(yīng) i:c.電感電壓響應(yīng)uL :d.電阻電壓響應(yīng)u 由題可知:p10， p2 |p1|，則uC中第一項比第二項衰減的慢。U0tuc |p1|小 |p2|大uC

3、一直單調(diào)下降21). 由題可知:p10， p20，故i一定有一個極大值。設(shè): t = tm 時i 最大。即 2).3). 0 t 0 t tm i 減小，uL 2tm 后 uL 衰減加快 。tmi2tmuLtU0uc0由 duL / dt =0則得下面求uL取極小值時對應(yīng)的時間能量轉(zhuǎn)換關(guān)系31. 整個過程中uC曲線單調(diào)下降，電容一直釋放儲存的電能。 因此稱為非振蕩放電過程，又稱為過阻尼放電。2. 電感在ttm時電感釋放能量，磁場逐漸衰減，趨向消失。3. 整個過程完畢，uC=0，i=0，uL=0，電容儲藏的能量全部被電阻消耗。非振蕩放電過阻尼:RLC+-0 t tm uc減小， i 減小能量轉(zhuǎn)換

4、關(guān)系31. 整個過程中uC曲線單調(diào)下降，電容一直釋放例1:已知Us=10v，C=1F，R=4K，L=1H，在t=0時，開關(guān)S由1接至觸點2處，求:(1)uC，uR和uL；(2)imax。解：1)判斷特征方程根:-非振蕩放電特征根為:代入數(shù)據(jù):R12LC+-.+_Us+_+_S(t=0)uCi例1:已知Us=10v，C=1F，R=4K，L=1H，在2). 電容電壓:電路電流:電阻電壓:電感電壓:3). 求電流imax的值:設(shè)電流最大值發(fā)生在tm時刻,即:2). 電容電壓:電路電流:電阻電壓:電感電壓:3). 求電 衰減因子 固有振蕩角頻率 （阻尼振蕩角頻率）0 無阻尼振蕩角頻率特征根為一對共軛復(fù)

5、根 衰減因子 固有振蕩角頻率0 無1.電容電壓uC 響應(yīng)：因為p1 ，p2 為共軛復(fù)數(shù)式中:虛數(shù)所以實數(shù)1.電容電壓uC 響應(yīng)：因為p1 ，p2 為共軛復(fù)數(shù)式中由初始條件即2.電容電流 iC 響應(yīng) :3.電感電壓uL響應(yīng):由初始條件即2.電容電流 iC 響應(yīng) :3.電感電壓uL響應(yīng)因此:因此:這樣這樣- 2-2ucuLuCtU00iC+響應(yīng)曲線:uL零點： t = ，+，2+n+，亦為iC 極值點。iC 零點：t =0，2n，亦為uC極值點。uC零點：t = -，2-n-。- 2-2ucuLuCtU00iC+ t -RLC+-能量轉(zhuǎn)換關(guān)系RLC+-0 t - t RLC+-uC 減小，i 增大

6、uC 減小，i 減小|uC |增大，i 減小衰減振蕩欠阻尼uLuC- 2-tU002iC+ t 0+為零輸入響應(yīng)7.3 二階電路的沖激響應(yīng)uC(0)=0 , iL(0)=0(t)RLC+-uCiL+-uL選講t 在0至0+間t 0+為零輸入響應(yīng)7.3 二階電路的uC(0)=0 , iL(0)=0d(t)RLC+-uCiL+-uLt 在0至0+間uC是跳變和沖激上式都不滿足設(shè)uC不跳變，duC/dt 發(fā)生跳變選講uC(0)=0 , iL(0)=0d(t)Rt 0+為零輸入響應(yīng)-電感電流跳變結(jié)論特征方程(t)RLC+-uCiL+-uL選講t 0+為零輸入響應(yīng)-電感電流跳變結(jié)論特征方程(t)由初始值

7、定常數(shù)A1 , A2 或 K , 選講由初始值定常數(shù)A1 , A2 或 K , 選講t = 0 時打開開關(guān)。求:電容電壓uC，并畫形圖。解1. uC(0)=25V iL(0)=5A 例15F2010100.5H10050V+-uc+ -iL201010+-25V5AiC0+等效電路2. uC(0+)=25V iC(0+)= -5A選講520101050V+ -iL+uC-0等效電路t = 0 時打開開關(guān)。解1. uC(0)=25V 特征方程為 50p2+2500p+106=04.由得i201010+-uCLCt 0+ 電路0.5H選講特征方程為4.由得i201010+-uCLCt 0+uC t035825選講右圖為有源RC振蕩電路，討論k取不同值時u2的零輸入響應(yīng)。例2u2u1ku1i2i3i1RCRC1+uC(0+)=25VuC t035825選講右圖為有源RC振蕩電路，例2u2