一阶电路的全响应由什么要素决定,一阶电路的全响应及三要素分析

2021-01-12 20:48:16 字数 4637 阅读 9265

1楼:位

由三个要素,即初始值f(0+),稳态解f(∞),时间常数τ

一阶电路的全响应及三要素分析

2楼:位

做题依据:换路定则,即根据换路前后,电容的电压和电感的电流不能突变,也就是uc(0-)=uc(0+),il(0-)=il(0+)。

图(a),s闭合前,原电路稳定后,电容相当于开路,电感用短路线表示,为简单的串联电路,电容电压为电压源电压,所以有uc(0-)=24v,il(0-)=24/6=4a。根据换路定则,uc(0+)=uc(0-)=24v,il(0+)=il(0-)=4a。

换路后,电容用电压源表示,其值为24v,电感用电流源表示,其值为4a。所以,左上4欧姆电阻上的电压为24

v,所以ul(0+)=24-24=0v,根据kcl,中间的电流i(0+)=6a-6a=0a,ic(0+)=0a。

图(b):当t<0时,电路稳定后,电容开路,电感短路,根据换路定则,uc(0+)=uc(0-)=10*2/5=4v(这里他算错了,所以你看不懂。),il(0+)

=il(0-)=10/(2+3)=2a。换路后,根据替代定理,电容用4v的电压源代替,电感用2a的电流源代替,根据kvl,10=2*3+ul(0+)+4,所以ul(0+)=0v,根据vcr,有i(0+)=4/2a=2a,根据kcl有,2=ic(0+)+4/2+4/2,有ic(0+)=-2a。

解释一阶电路三要素法中的三要素

3楼:匿名用户

一个是换路后瞬间的初始值,以a表示

第二个是换路后的终了之,即时间趋近于无穷大时的值,以b表示第三个是时间常数,以c表示

则动态值为 b+(a-b)e^(t/c)

4楼:一碗汤

三要素公式为:u1-u2*e^(-t/rc)

u1稳定状态t趋向无穷

u1-u2初始状态t=0

rc时间常数

在一个电路简化后(如电阻的串并联,电容的串并联,电感的串并联化为一个元件),只含有一个电容或电感元件(电阻无所谓)的电路叫一阶电路。主要是因为这样的电路的laplace等效方程中是一个一阶的方程。

扩展资料:

1.任意激励下一阶电路的通解一阶电路,a.b之间为电容或电感元件,激励q(t)为任意时间函数,求一阶电路全响应一阶电路的微分方程和初始条件为:

df(t)dt+p(t)f(t)=?(t)

(1) f(0+)=u0其中p(t)=1τ,

用“常数变易法”求解。

令f(t)=u(t)e-∫p(t)dt,代入方程得

u(t)=∫(t)e∫p(t)dtdt+c1f(t)=c1e-∫p(t)dt+e-∫p(t)dt

∫(t)e∫p(t)dtdt=fh(t)+fp(t)

(2)常数由初始条件决定.其中fh(t)、fp(t)分别为暂态分量和稳态分量。

2.三要素公式通用形式用p(t)=1τ和初始条件f(0+)代入(2)式有c1=f(0+)-fp(0+)f(t)=fp(t)+[f(0+)-fp(0+)]e-1

上式中每一项都有确定的数学意义和物理意义.fp(t)=e-1τ∫(t)e1τdt在数学上表示方程的特解,即t~∞时的f(t),所以,在物理上fp(t)表示一个物理量的稳态。(随t作稳定变化)。

fh(t)=c1e-1τ在数学上表示对应齐次方程的通解,是一个随时间作指数衰减的量,当时t~∞,fh(t)~0,在物理上表示一个暂态,一个过渡过程。

c1=f(0+)-fp(0+),其中fp(0+)表示稳态解在t=0时的值.τ=rc(或l/r),表示f(t)衰减的快慢程度,由元件参数决定.

5楼:匿名用户

一阶电路三要素法 ①时间常数τ: 电感τ=gl,电容τ=rc。②初始值 (t=0+时刻):

电感(电流源)从 t=(0-) → (0+)时电流恒不变、电感(电流源)电压可突变;电容(电压源) 从t=(0-)→(0+)时电压恒不变、电容(电压源)电流可突变。③后稳态值 ( t=∞时): t=∞时 电感视短路、电容视开路,求出元件电流或电压值。

【 注释: t=(0-)时称电路前稳态;t=(0-)→(0+)称换路瞬间;t=(0+) → ∞ 称动态过程;t=∞ 称电路后稳态】。一阶电路三要素与一阶微分方程求解结果一致。

电路图如下,支路i3有一个开关(未画),求开关闭合时电感电压u(t)=?

一、微分方程求解法。

二、三要素求解法。一般 (kcl+kvl+ⅴcr) 首先求出的是支路电流,再通过支路电流求导或积分求出电感电容的电压。本题用三要素可直接求电感电压。

① 求时间常数τ。从l二端看进去的戴维南等值电阻 (电压源短路、电流源开路),(1/4)//2=2/9 ω,时间常数 τ=gl=(9/2) × (1/6)=3/4,于是 e指数 - t/τ = - (4/3)t。

② 求电压初始值。求解 u(0+)=?换路时电感视为电流源:

电流恒定不突变 i(0+)=ⅰ(0-)=0;电压发生突变。开关未合u(0-)=0,开关合上电压发生突变 u(0+)=u(2ω)=1.5v × =4/3v。

③ 求电压后稳态值。t=∞时电感视为短路,因此得到 u(∞)=0v。

④ 写出电感时间函数u(t)。

u(t)=u(∞)+[ (u(0+)-u(∞) ]e^(-t/τ)

······=0+[ 4/3-0 ]e^(-t/τ)

······=(4/3)e^(-4/3)t。

⑤ 求解电感电流 ⅰ(t)。

先求电流初始值: 换路后 ⅰ(0+)=ⅰ(0-)=0a。再求电流后稳态值:

t→∞时电感短路,只剩一个 (1/4)ω 电阻,电路电流i=1.5v / (1/4)ω=6a,亦即 ⅰ(∞)=6a。最后~时间常数τ同前。

ⅰ(t)=ⅰ(∞)+[ ⅰ(0+)-ⅰ(∞) ]e^(-t/τ))

·····=6+[ 0-6 ]e^(-t/τ)。

·····=6-6e^(-t/τ)

6楼:匿名用户

第二个是换路后的稳态值,就是电路再次达到稳态时的值。此时,电容相当于开路,电感相当于短路,计算电路用换路后的电路。

一个是换路后瞬间的初始值,用f(0+)表示。对于电容电压、电感电流这两个独立初始值可以用换路定律求出,其他必须要用0+等效电路。

时间常数,rl电路为l/r,rc电路为rc。注意式中的r要用等效电阻,即原电路中将动态元件断开后看进去的等效电阻。

7楼:

充电的终了值就是电源电压(与接法有关),放电的终了值是零。

对于一阶电路,零状态响应和零输入响应的概念是什么啊?

8楼:匿名用户

对于一阶电路,零状态响应是电路的储能元器件(电容、电感类元件)无初始储能,仅由外部激励作用而产生的响应。零状态响应是系统在无初始储能或称为状态为零的情况下,仅由外加激励源引起的响应。俗称放电。

零输入响应的概念在没有外加激励时,仅由t = 0时刻的非零初始状态引起的响应。取决于初始状态和电路特性,这种响应随时间按指数规律衰减。俗称充电。

根据叠加原理,将零输入响应与零状态响应两个分量进行叠加,即可得到全响应。

9楼:降解饭盒

电路中含有一个独立的储能元件(电容或电感)的称为一阶电路。

若输入的激励信号为零,仅有储能元件的初始储能所激发的响应,称为零输入响应。

反之,电路的初始储能为零,仅由激励引起的响应为零状态响应。

动态电路,电源.电感或电容的初始储能均能作为电路的激励引起响应。

一阶电路三要素问题?

10楼:无畏无知者

t=0 前,电流源与r2构成

回路,那么 电容电压就是 r2 的电压了;

uc(0) = -is*r2;

t=∞ 后,只有 电压源,r1,r2 构成回路,电容电压仍然是 r2 的电压;

那么,uc(∞) = us*r2/(r1+r2);

时间常数 τ = c*(r1//r2);

代入全响应公式,得uc(t);

那么,us - i(t)*r1 = uc(t);

即:i(t) = (us - uc(t))/r1;

11楼:昌国英翠璧

一个是换路后瞬间的初始值,以a表示第二个是换路后的终了之,即时间趋近于无穷大时的值,以b表示第三个是时间常数,以c表示则动态值为

b+(a-b)e^(t/c)

一阶电路的三要素是什么

12楼:窝窝三炮

u1-u2*e^(-t/rc) u1稳定状态t趋向无穷 u1-u2初始状态t=0 rc时间常数

一阶电路三要素法

13楼:无畏无知者

1)t = 0 时 ,i' = i'' + il;

i'*r1 + i''*r2 = us;i''*r2 = il*r3;

解出 il,即是 il(0);

2)t = ∞ 时,us = r1*il,解得 il(∞);

3)τ 中的电阻,r=r4//r1//r2;

然后代入全响应公式,可得 il(t);

i' = i'' + il + i2;

u = i2*r4 = r2*i'' ;

us = r1*i' + u;

好了,自己去完成吧;