《電工技術(shù)》課件-一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)

一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)目錄一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)概念一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)分析一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)三要素分析法課程導(dǎo)入一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)課程導(dǎo)入一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)音頻信號(hào)放大器的外部激勵(lì)響應(yīng)電池釋放的能量電壓電流課程導(dǎo)入一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)電路中的電流和電壓如何響應(yīng)這種突發(fā)的輸入信號(hào)課程導(dǎo)入一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)一態(tài)電路的全階動(dòng)響應(yīng)一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)分析電路的初始能量狀態(tài)外部激勵(lì)的影響電路中的電流和電壓如何響應(yīng)這種突發(fā)的輸入信號(hào)?一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)理解電路在實(shí)際應(yīng)用中的動(dòng)態(tài)行為電路中的電流和電壓如何響應(yīng)這種突發(fā)的輸入信號(hào)?動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)分析啟動(dòng)運(yùn)行故障學(xué)習(xí)目標(biāo)如何在既有原始能量又存在外輸入激勵(lì)的情況下，分析電路的全響應(yīng)。學(xué)習(xí)目標(biāo)便攜式音響系統(tǒng)的使用一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)概念一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)概念一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)電路中既有外輸入激勵(lì)(即有獨(dú)立源的作用)，動(dòng)態(tài)元件上又存在原始能量（換路前uC和iL不為零），當(dāng)電路發(fā)生換路時(shí)，在外激勵(lì)和原始能量的共同作用下所引起的電路響應(yīng)稱為全響應(yīng)。R1＋SiCuC－（t=0）＋－USCR2R2＋SiLuL－(t=0)＋－USLR1RC一階全響應(yīng)電路RL一階全響應(yīng)電路一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)概念一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)R1＋SiCuC－（t=0）＋－USCR2R2＋SiLuL－(t=0)＋－USLR1RC一階全響應(yīng)電路RL一階全響應(yīng)電路換路前，開關(guān)S斷開，電容存儲(chǔ)有原始能量，通R2構(gòu)成的回路放電，在t=0時(shí)，開關(guān)閉合，電路中又增加了外激勵(lì)源，電壓源Us，在電壓源與儲(chǔ)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(yīng)，這是RC一階全響應(yīng)的過程。一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)概念一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)R1＋SiCuC－（t=0）＋－USCR2R2＋SiLuL－(t=0)＋－USLR1RC一階全響應(yīng)電路RL一階全響應(yīng)電路初始開關(guān)S閉合，則電壓源作用下，通過電阻R2對(duì)電感充電，電感的初始電流等于Us/R2，不為零。在t=0時(shí)，開關(guān)S斷開，電路結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，串聯(lián)進(jìn)新的電路R1，此時(shí)在儲(chǔ)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(yīng)，稱為RL一階全響應(yīng)。課程導(dǎo)入一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)RC和RL全響應(yīng)電路的解可表示為：全響應(yīng)零輸入響應(yīng)零狀態(tài)響應(yīng)分別處理結(jié)果合并簡(jiǎn)化復(fù)雜電路分析一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)分析以電容電壓為例，零輸入響應(yīng)用????

(??)′表示；????

(??)′′表示零狀態(tài)響應(yīng)，則全響應(yīng)可表示為：

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

t)和iC(

t)。根據(jù)換路定律可得

電路的時(shí)間常數(shù)τ

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

零狀態(tài)響應(yīng)uC(t)"：

全響應(yīng)uC(t)：

電容電流的全響應(yīng)iC(t)：

由全響應(yīng)結(jié)果可以看出，前面的常數(shù)6V為穩(wěn)態(tài)分量，后一項(xiàng)按指數(shù)規(guī)律變化的為暫態(tài)分量，因此：全響應(yīng)=穩(wěn)態(tài)分量+暫態(tài)分量一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)分析一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)對(duì)比電容電壓的全響應(yīng)表達(dá)式，電流的全響應(yīng)表達(dá)式中，缺少穩(wěn)態(tài)分量，這是為什么呢？一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)分析一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)從換路后的等效電路分析，我們就容易理解，因?yàn)閾Q路后電路達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)時(shí)，電容相當(dāng)于開路，電流為零，所以我們?cè)陔娙蓦娏鞯娜憫?yīng)表達(dá)式中沒有看到穩(wěn)態(tài)分量。一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)三要素分析法電路一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)三要素分析法一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)瞬態(tài)響應(yīng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)三要素分析法一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)電路全響應(yīng)激勵(lì)響應(yīng)初始值自然響應(yīng)簡(jiǎn)化電路分析一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)三要素分析法一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)f(t)表示電路的響應(yīng)f(0+)表示響應(yīng)的初始值f(∞)

表示響應(yīng)的穩(wěn)定值τ

表示電路的時(shí)間常數(shù)電路的全響應(yīng)表達(dá)式：代表換路后的響應(yīng)一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)三要素分析法一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)f(t)表示電路的響應(yīng)f(0+)表示響應(yīng)的初始值f(∞)

表示響應(yīng)的穩(wěn)定值τ

表示電路的時(shí)間常數(shù)電路的全響應(yīng)表達(dá)式：代表換路后的響應(yīng)一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)三要素分析法一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)一階電路在直流電源作用下求解電壓、電流響應(yīng)的三要素公式。一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)三要素分析法一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)初始值穩(wěn)態(tài)值時(shí)間常數(shù)一階電路的三要素三要素法一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)三要素分析法一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)初始值穩(wěn)態(tài)值時(shí)間常數(shù)一階電路的三要素三要素法由于零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)是全響應(yīng)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(yīng)，具有普遍適用性。一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)三要素分析法一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)初始值穩(wěn)態(tài)值時(shí)間常數(shù)一階電路的三要素由于零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)是全響應(yīng)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(yīng)，具有普遍適用性。三要素法求解響應(yīng)的步驟一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)三要素分析法一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)初始值穩(wěn)態(tài)值時(shí)間常數(shù)一階電路的三要素由于零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)是全響應(yīng)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(yīng)，具有普遍適用性。三要素法求解響應(yīng)的步驟一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)三要素分析法一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)三要素法求解響應(yīng)的步驟1、確定初始值f(0+)初始值f(0+)是指任一響應(yīng)在換路后瞬間t=0+時(shí)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(gè)狀態(tài)即為t＜0階段的穩(wěn)定狀態(tài)，因此，此時(shí)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(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)三要素分析法一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)三要素法求解響應(yīng)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(dǎo)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(yīng)的初始值。2、確定穩(wěn)態(tài)值f(∞)一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)三要素分析法一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)三要素法求解響應(yīng)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(jìn)入新的穩(wěn)態(tài)，用此時(shí)的電路確定響應(yīng)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(yīng)的穩(wěn)態(tài)值。2、確定穩(wěn)態(tài)值f(∞)一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)三要素分析法一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)三要素法求解響應(yīng)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(dú)立源置零后，從C或L兩端看進(jìn)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(shí)間常數(shù)τ課程小結(jié)一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)概念分析三要素分析法一階動(dòng)態(tài)電路的全響應(yīng)以電容電壓為例，零輸入響應(yīng)用????

(??)′表示；????

(??)′′表示零狀態(tài)響應(yīng)，則全響應(yīng)可表示