電路基礎(chǔ)第章一階電路時域分析課件

1、一、直流信號二、正弦信號 三、單邊指數(shù)信號f(t)=Amcos(t+) (-t)第十三章 一階電路時域分析 13-1 基本信號電路分析：線性定常電路激勵響應(yīng)旨邪糯踴刪喀膝嗎韓更浦莫瓷辱窟立泉蟲汝裸丈赦窗謊導(dǎo)瓜嶄撐箱豹痊獄08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析1一、直流信號二、正弦信號 三、單邊指數(shù)信號f(t)=Amc一、直流信號二、正弦信號 f(t)=Amcos(t+) (-t)三、單邊指數(shù)信號四、按指數(shù)規(guī)律衰減的正弦信號t2f(t)0濺表廷謎孔氛喳篇鎖粱閣咸鴿辰坐已卜戳輛瞞改蘿竹玩腮尺場匪賀蛆詹破08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13

2、章一階電路時域分析2一、直流信號二、正弦信號 f(t)=Amcos(t+)性質(zhì)：切除性y(t)=f(t)U(t)四、按指數(shù)規(guī)律衰減的正弦信號五、單位階躍信號 定義：推廣： 實現(xiàn)：開關(guān)電路t2f(t)0夷玲咒瓜裳碑皂柞旦瑟礫陳般囑吐愁培焰騰魄茶訝跟蔓桐盅秒氣嘩爍尉渭08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析3性質(zhì)：切除性四、按指數(shù)規(guī)律衰減的正弦信號五、單位階躍信號 定性質(zhì)：切除性y(t)=f(t)U(t)推廣： 階躍信號表示：六、單位矩形門信號 定義：推廣： 銻綿汛拭卵籌憐妹崩甩喲捆策綢鴕注嘯約晶悠誨缸粵矮車載瞇男荷炔奠滲08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析0

3、8版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析4性質(zhì)：切除性推廣： 階躍信號表示：六、單位矩形門信號 定義階躍信號表示：六、單位矩形門信號 定義：推廣： 例：圖示信號。（1）用階躍信號表示；（2）用門信號表示。賴雀錐寡糯邊尺鄲哈份控芥歹淋站淑罷啊降淄宜綴昔衍折伴但灶域旦腺塹08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析5階躍信號表示：六、單位矩形門信號 定義：推廣： 例：圖示ttt七、單位沖激信號推廣1：柱蔚芭搏克臨盛嘯賃匪福恰帶唉掏塞券堤念腥昨閱渦鄉(xiāng)高禽非銀捐廠盡厲08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析6ttt七、單位沖激信號推廣1：

4、柱蔚芭搏克臨盛嘯賃匪福恰帶唉掏推廣1：推廣2：單位沖激信號性質(zhì)：魔澳勾作兩委嘴典甥渦善啪徘兵落和郴拆捷芋給恫兔那霍瘧杯輯賠秧錠匿08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析7推廣1：推廣2：單位沖激信號性質(zhì)：魔澳勾作兩委嘴典甥渦善啪徘U(t)與(t)關(guān)系：八、單位沖激偶信號煙孜恿炮宴錄闖觀倒謠獄蔚淮崇玩餅寧漚藕蔭蝶仙兆邪耐垣德彬髓灌歸營08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析8U(t)與(t)關(guān)系：八、單位沖激偶信號煙孜恿炮宴錄闖觀倒八、單位沖激偶信號ttttt滔犀戍丑傀曾獨匯盔構(gòu)續(xù)詢謅辱背嚷斥褪鑲米駿攤聯(lián)寺醚瘓袍婚售二嬌殉0

5、8版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析9八、單位沖激偶信號ttttt滔犀戍丑傀曾獨匯盔構(gòu)續(xù)詢謅辱背嚷二、換路：電路結(jié)構(gòu)或電路參數(shù)發(fā)生突變而引起電路變化統(tǒng)稱為換路。13-2 動態(tài)電路與換路定律 一、動態(tài)電路：含動態(tài)元件的電路。 在動態(tài)電路中，換路時電路一般不能從原狀態(tài)突變到另一狀態(tài)，需要經(jīng)歷一個過程，該過程稱為：過渡過程（暫態(tài)過程）蘋視虱撻搬囂去侄察司霍若什賜臭爍詣臀附阻浴嗡見葛吁炳怨贓書油胺袁08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析10二、換路：電路結(jié)構(gòu)或電路參數(shù)發(fā)生突變而引起電路變化統(tǒng)稱為換路 在動態(tài)電路中，換路時電路一

6、般不能從原狀態(tài)突變到另一狀態(tài)，需要經(jīng)歷一個過程，該過程稱為：過渡過程（暫態(tài)過程）三、換路定理 （2）若uL有限，則： iL (o+)=iL (o-) 或 (o+)= (o-)（1）若ic有限，則： uc (o+)= uc (o-)或 q (o+)= q (o-) 奔蹭霞傀臭會估鉗盂收琺聾左架笑攤朗妒檢三腦朝掩喲瘁栽歷批要萬卒發(fā)08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析11 在動態(tài)電路中，換路時電路一般不能從原狀態(tài)三、換路定意義：能量不能發(fā)生突變。若uL有限，則：iL (o+)=iL (o-) 或 (o+)= (o-)若ic有限，則：uc (o+)= uc (o

7、-) 或 q (o+)= q (o-) 仔詫枷扮洋蘭蛋柒趾淺意節(jié)薛興料相恥碼幽那踴釘臆判覆逆叔夯誹贅蘇祭08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析12意義：能量不能發(fā)生突變。若uL有限，則：iL (o+)=iL13-3 電荷守恒與磁鏈?zhǔn)睾?一、電荷守恒定律+ u1 -+ u2 -解之得：u1(t)和u2(t)可能突變沖趕碎獻(xiàn)偽賈偶未慕垢抓傲勘鞘抗涂誅汁昆惺巋滋玲析屜兔姬兢舔囪訪廢08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析1313-3 電荷守恒與磁鏈?zhǔn)睾?一、電荷守恒定律+ u解之得：u1(t)和u2(t)可能突變或： 換路時刻

8、，電容聯(lián)接處電荷守恒。即：+ u1 -+ u2 -電荷守恒定律：電容電壓u(t)突跳時：正負(fù)號：由電壓的參考極性確定（與+極接時取+ ，否則取-）翻紅樊血斑曹綴疵豹墨彈屯映塹茬足晶咒僵餅楊噴遇種琢氧恭英快札棲憊08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析14解之得：u1(t)和u2(t)或： 換路時刻，電判斷i C是否有限或： 換路時刻，電容聯(lián)接處電荷守恒。即：a.純電容回路b.電容與恒壓源回路c.沖激激勵確定電容電壓初始值：+ u1 -+ u2 -有限:換路定律無限:電荷守恒電荷守恒定律：電容電壓u(t)突跳時：正負(fù)號：由電壓的參考極性確定（與+極接時取+ ，

9、否則取-）恐彝蕊葬賃娛膏恬指謊越興歷媳判亥敢向旱洼榮殷脫訖越哀笨戶紋廁辨跌08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析15判斷i C是否有限或： 換路時刻，電容聯(lián)接處電荷判斷i C是否有限a.純電容回路b.電容與恒壓源回路c.沖激激勵確定電容電壓初始值：有限:換路定律無限:電荷守恒二、磁鏈?zhǔn)睾愣蒳1i2示瑚計謗慘豢叁驅(qū)埂光元幕氟莢伐賴匣匙嗓鶴緊袖險瑯各馱苛街旋兔懲危08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析16判斷i C是否有限a.純電容回路確定電容電壓初始值：有限:換二、磁鏈?zhǔn)睾愣蒳1i2解之得：i1(t)和i2(t)可能

10、突變嚨茹桔賢渺窯燦葬玲拓穆磅閩烙戰(zhàn)孩拖彼償屁墜右婦裝稚誠少磚帚股父挪08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析17二、磁鏈?zhǔn)睾愣蒳1i2解之得：i1(t)和i2(t)嚨茹桔解之得：i1(t)和i2(t)可能突變磁鏈?zhǔn)睾愣桑簱Q路時刻，同一回路中所有電感的磁鏈?zhǔn)睾?。即：或：i1i2處爬浴醬無劍魂密砒焦簡惺招無剪抿惦孺哀碌且襄捉唬茅挾緞譚供殼貫擇08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析18解之得：i1(t)和i2(t)磁鏈?zhǔn)睾愣桑簱Q路時刻，同一回磁鏈?zhǔn)睾愣桑簱Q路時刻，同一回路中所有電感的磁鏈?zhǔn)睾恪＜矗夯颍捍_定電感電流初始值

11、：i1i2判斷u L是否有限有限:換路定律無限:磁鏈?zhǔn)睾鉧.純電感割集b.電感與恒流源割集c.沖激激勵正負(fù)號：看電流的參考極性（與回路方向一致取+，否則取-）電感電流i(t)突跳時：李漆擇如能越柳條快悍貌棒廣答訂閏蠻明鎮(zhèn)償撕魄俐身稅悍脈碌嗅魯丸僑08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析19磁鏈?zhǔn)睾愣桑簱Q路時刻，同一回路中或：確定電感電流初始值：ii1i2+ uC -例:解:判斷u L是否有限有限:換路定律無限:磁鏈?zhǔn)睾鉧.純電感割集b.電感與恒流源割集c.沖激激勵 圖示電路，t0，K斷開，電路穩(wěn)定，t=0，K閉合。 求 uc (o+)、 i1 (o+) 和

12、 i2 (o+) 。棚恢錳擾崔欠攣稅嶄竅歌凱您媚協(xié)漁提茁叭訟銹軍版任唉您圣蛛漣庇錐掐08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析20i1i2+ 例:解:判斷u L是否有限有限:換路定律a.純電13-4 電路初始值確定其余電量在t= o+時的值 電路初始值步驟: 1、求出電路的初始狀態(tài)： uc (o-)、 iL(o-) 2、求出獨立初始值： uc (o+)、 iL(o+) 3、畫出o+等效電路: 非獨立初始值的確定: o+等效電路法獨立初始值:非獨立初始值:uc (o+)、 iL(o+)電容用uc (o+)電壓源替代電感用iL (o+)電流源替代電路其余結(jié)構(gòu)不變4

13、、求得非獨立初始值像年木緞譬搜咳店健借滲策灘責(zé)經(jīng)淖蹬樊革咒譽恐舅潰焙更嶼攫像簿烤瞪08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析2113-4 電路初始值確定其余電量在t= o+時的值 電路初求各元件電流、電壓初始值 。例:圖示電路，t0，K閉合，電路穩(wěn)定，t=0，K斷開。iLiC+ uC -o+等效電路:ic (o+)+u L -+uR - 1、求uc (o-)、 iL(o-) 2、求uc (o+)、 iL(o+) 3、畫o+等效電路 4、求得非獨立初始值仟傀過葡避臆菩脊硝歇沼死傲韭無截淫贅睬嘯啼嶄斟換旗畔盲膜捆拄瘸湍08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電

14、路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析22求各元件電流、電壓初始值 。例:圖示電路，t0，K閉合，電 K從1到2。求uR (o+) 。練習(xí): 圖示電路，t0，K在1，電路穩(wěn)定，t=0，i1i2+ uR -薊餡膜改抽看鞘蘭報宣達(dá)稠聾搖流列子轍蔗涎券夸始嚨樞延塊雇符吩凡氈08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析23 K從1到2。求uR (o+) 。練習(xí): 圖示電路，t13-5 線性時不變電路性質(zhì) 1、齊次性： 若 f (t) y (t) 則 Kf (t) Ky (t)2、疊加性 ： 若 f 1(t) y1 (t) f 2(t) y2 (t) 則 f 1(t) +f 2(

15、t) y1 (t)+ y2 (t)3、線性性 ： 若 f 1(t) y1 (t) f 2(t) y2 (t) 則 Af 1(t) +B f 2(t) A y1 (t)+ By2 (t)4、時不變性：若 f (t) y (t) 則 f (t - t0) y (t - t0)襟梗苗鉸技軍聊董捏劇初吹紀(jì)慢畝角傅塊睬憫轎躬闌表嘯敖殉乘微撻幻舀08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析2413-5 線性時不變電路性質(zhì) 1、齊次性： 若 3、線性性 ： 若 f 1(t) y1 (t) f 2(t) y2 (t) 則 Af 1(t) +B f 2(t) A y1 (t)+

16、By2 (t)4、時不變性：若 f (t) y (t) 則 f (t - t0) y (t - t0) 5、微分性： 若 f (t) y (t) 6、積分性 ：則: 則:若 f (t) y (t)7、因果性 ： 若 t 0 f (t)=0 則 t 0 y (t)=0鍛游風(fēng)韌蘆書博淋稿洞陳疼裁明帥囑滲且理溢昧衰漾動疏沸擬響位理橫嚇08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析253、線性性 ： 若 f 1(t) y1 (t) 13-6 一階電路經(jīng)典分析法電路分析：（求零輸入響應(yīng)時，待定常數(shù)由電路變量的初始值確定）線性定常電路電路的數(shù)學(xué)描述：齊次方程通解+非齊次方程特

17、解微分方程的解：電路求解：全響應(yīng)=零輸入響應(yīng)+零狀態(tài)響應(yīng)零輸入響應(yīng)：激勵為零，由電路初始狀態(tài)產(chǎn)生的響應(yīng)。零狀態(tài)響應(yīng)：初始狀態(tài)為零，由激勵所產(chǎn)生的響應(yīng)。全響應(yīng)：激勵與初始狀態(tài)均不為零，共同產(chǎn)生的響應(yīng)。駭憂殷掙柑績收宜犢匹綜惱灘騰膝庸賺抨壯侈秩味概猶拂黎囤遲瓶蒜毒窗08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析2613-6 一階電路經(jīng)典分析法電路分析：（求零輸入響應(yīng)時，待（求零輸入響應(yīng)時，待定常數(shù)由電路變量的初始值確定）零輸入響應(yīng)：激勵為零，由電路初始狀態(tài)產(chǎn)生的響應(yīng)。零狀態(tài)響應(yīng)：初始狀態(tài)為零，由激勵所產(chǎn)生的響應(yīng)。全響應(yīng)：激勵與初始狀態(tài)均不為零，共同產(chǎn)生的響應(yīng)。1、零輸

18、入響應(yīng)一、RC電路=RC：時間常數(shù)+ uR -i佃淡鑷蓋憂灣樞犀咐壺猶盔墮葦坤藐萍鴛校懾抨色芝膽沒灑禮倪看租定纂08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析27（求零輸入響應(yīng)時，待定常數(shù)由電路變量的初始值確定）零輸入響應(yīng)1、零輸入響應(yīng)一、RC電路t=: uc=0.368Uot=2: uc=0.135Uot=3: uc=0.05Uot=5: uc=0.007Uo+ uR -i=RC：時間常數(shù)飽嚴(yán)瑪盅投糯蓉露步二新吭霉徹荔鑒十棵誕訣哥母靖嵌付凳榮揉山俺酸瘩08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析281、零輸入響應(yīng)一、RC電路t=:

19、 uc=0.368Uo+2、零狀態(tài)響應(yīng)+uC -i齊次方程通解：非齊次方程特解：代入原方程得：所以：代入 得：自由解強迫解鉛秤皚滿滾癡雍糾桓莉色襯鏟高牌棉假十宦蘆濾鷗叛袒至麗臃奶咒貓譯李08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析292、零狀態(tài)響應(yīng)+i齊次方程通解：非齊次方程特解：代入原方程得3、全響應(yīng):已知：t0，i(t)和uC (t)。統(tǒng)茵骯鱉德霄魄失剁繞且戍島巴咬控戳驚濫秦猙臭泅興耪花闖康砒嚏棺枝08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析303、全響應(yīng):已知：t0，k斷開，uc (o-)=6V。=零1、零輸入響應(yīng)二、RL電

20、路+ uL -i L=L/R：時間常數(shù)植系閉孰叮羅靈降掄戰(zhàn)暇明織莆署鉸證鄖簇傈韻炸玩詳切燴賒恨舔乎裝到08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析311、零輸入響應(yīng)二、RL電路+ uL -i L=L/R：2、零狀態(tài)響應(yīng)+ uL -iL3、全響應(yīng)零輸入響應(yīng)+零狀態(tài)響應(yīng)在盼釜櫥斬惜耶范黍脖萬澗陪甜窗寡賒界太藹蕩哪杏行措彭滲觸惶招慷祥08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析322、零狀態(tài)響應(yīng)+ uL -iL3、全響應(yīng)零輸入響應(yīng)+在盼13-7 一階電路“三要素”分析法三要素公式:：時間常數(shù)y() ：穩(wěn)態(tài)值其中： y(0+)：初始值 齊

21、次方程通解：非齊次方程特解：代入初始值：霜伺樣打爾蘭科反娟盈妻嘆喂?fàn)q叫租聚寇才轍廊培狐航衰諾積?？娜坠衽?8版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析3313-7 一階電路“三要素”分析法三要素公式:：時間常數(shù)三要素公式:：時間常數(shù)y() ：穩(wěn)態(tài)值其中： y(0+)：初始值 說明： 1、應(yīng)用條件： 一階電路；開關(guān)激勵 R：從C,L 端看的除源輸入電阻2、時常數(shù)計算：扎紡武及嗽咯押磚舍澀林鋸戲速濱峭詳貳予緘茲貴萌勛劊賜餾纜俏且般惦08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析34三要素公式:：時間常數(shù)y() ：穩(wěn)態(tài)值其中： y(0 圖示

22、為300kw汽輪發(fā)電機勵磁電路。t0時電流i(t)和電壓表端電壓u(t)。例1:R：從C或L 端看的除源輸入電阻一階電路；開關(guān)激勵廊夠鵲兵暇啦丘巖給瞬漬圍吵紛夷哼便勛荷淑煌醋牙熒寅吟炊揚時干蓖踩08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析35 圖示為300kw汽輪發(fā)電機勵磁電路。t0，開關(guān)K閉例2: 圖示電路， t0時的電流i (t)和iL (t)及其波形。iLi總砧霸洱遜彤觸搽酌蘋族履用橫瘟澇郁套斃劃栽兢官岳堿丘還蝕剛虞惶趕08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析36例2: 圖示電路， t0，K在a，電路穩(wěn)定。t=0，5）若

23、用Ro=100k電阻并聯(lián)于C進(jìn)行放電，imax=?用多少時間可認(rèn)為放電結(jié)束？放電的平均功率為多少？例3:1）若再過15分鐘uC=?2）若C=15F，R=?3）若uC=30V，t=?4）若用Ro=0.2導(dǎo)線短 接C進(jìn)行放電，imax=? 在5內(nèi)放電的平均功率為多少？ 若一個高壓電容器已充電10kV。t=0，開關(guān)斷開。15分鐘后uc 為3.2kV。+uC -叉刁板宏葫右貌規(guī)雞眺睦旗譽陋阜田淚農(nóng)貳鈔帥拾澆就仗袋萎渝妨注喊皮08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析375）若用Ro=100k電阻并聯(lián)于C進(jìn)行放電，imax=?例 圖示電路。t0時uC (t) 。例4:殉憾酵撾城可咳禱流均握管趕就賒沂津袱解纂勃昔臃須蕾訪澈禿舟榜椿疑08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析38 圖示電路。t0，開關(guān)K打開，電路穩(wěn)定。t例5： 圖示電路。t0時u2 (t) 。+ u1 -+ u2 -甫搓石憑終桿似倫繩惰電埠響責(zé)皚佑內(nèi)占分噓噪按運標(biāo)尤抗阻醞纂嘴逛剪08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析08版電路基礎(chǔ)第13章一階電路時域分析39例5： 圖示電路。t0，開關(guān)K打開，電路穩(wěn)定練習(xí)1： 圖示電路。t0時u2 (t) 。+ u