一階電路的時間常數,解釋一階電路三要素法中的三要素

2021-05-17 11:56:52 字數 3279 閱讀 2974

1樓:匿名使用者

表示過渡反應的時間過程的常數。在電阻、電容的電路中,它是電阻和電容的乘積。生物膜可以用電容為c和電阻為r的並聯等效電路來表示,因而時間常數就是cr,若c的單位是μf(微法),r的單位是mω(兆歐),時間常數τ的單位就是秒。

在這樣的電路中當恆定電流i流過時,時間常數是電容的端電壓達到最大值(等於ir)的1—1/e,即約0.63倍所需要的時間,而在電路斷開時,時間常數是電容的端電壓達到最大值的1/e,即約0.37倍時所需要的時間。

當激勵為單位階躍函式時,電路的零狀態響應稱為單位階躍響應,簡稱階躍響應。   階躍響應g(t)定義為:系統在單位階躍訊號u(t)的激勵下產生的零狀態響應。

  當x<0時,y=0.當x>0時,y=1.用e表示(形似,有差別,實為希臘字母),其相應的拉普拉斯變換為1/s.

解釋一階電路三要素法中的三要素

2樓:匿名使用者

一個是換路後瞬間的初始值,以a表示

第二個是換路後的終了之,即時間趨近於無窮大時的值,以b表示第三個是時間常數,以c表示

則動態值為 b+(a-b)e^(t/c)

3樓:一碗湯

三要素公式為:u1-u2*e^(-t/rc)

u1穩定狀態t趨向無窮

u1-u2初始狀態t=0

rc時間常數

在一個電路簡化後(如電阻的串並聯,電容的串並聯,電感的串並聯化為一個元件),只含有一個電容或電感元件(電阻無所謂)的電路叫一階電路。主要是因為這樣的電路的laplace等效方程中是一個一階的方程。

擴充套件資料:

1.任意激勵下一階電路的通解一階電路,a.b之間為電容或電感元件,激勵q(t)為任意時間函式,求一階電路全響應一階電路的微分方程和初始條件為:

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

(1) f(0+)=u0其中p(t)=1τ,

用「常數變易法」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)常數由初始條件決定.其中fh(t)、fp(t)分別為暫態分量和穩態分量。

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

上式中每一項都有確定的數學意義和物理意義.fp(t)=e-1τ∫(t)e1τdt在數學上表示方程的特解,即t~∞時的f(t),所以,在物理上fp(t)表示一個物理量的穩態。(隨t作穩定變化)。

fh(t)=c1e-1τ在數學上表示對應齊次方程的通解,是一個隨時間作指數衰減的量,當時t~∞,fh(t)~0,在物理上表示一個暫態,一個過渡過程。

c1=f(0+)-fp(0+),其中fp(0+)表示穩態解在t=0時的值.τ=rc(或l/r),表示f(t)衰減的快慢程度,由元件引數決定.

4樓:匿名使用者

一階電路三要素法 ①時間常數τ:  電感τ=gl,電容τ=rc。②初始值 (t=0+時刻):

電感(電流源)從 t=(0-) → (0+)時電流恆不變、電感(電流源)電壓可突變;電容(電壓源) 從t=(0-)→(0+)時電壓恆不變、電容(電壓源)電流可突變。③後穩態值 ( t=∞時):  t=∞時 電感視短路、電容視開路,求出元件電流或電壓值。

【 註釋:  t=(0-)時稱電路前穩態;t=(0-)→(0+)稱換路瞬間;t=(0+) → ∞ 稱動態過程;t=∞ 稱電路後穩態】。一階電路三要素與一階微分方程求解結果一致。

電路圖如下,支路i3有一個開關(未畫),求開關閉合時電感電壓u(t)=?

一、微分方程求解法。

二、三要素求解法。一般 (kcl+kvl+ⅴcr) 首先求出的是支路電流,再通過支路電流求導或積分求出電感電容的電壓。本題用三要素可直接求電感電壓。

① 求時間常數τ。從l二端看進去的戴維南等值電阻 (電壓源短路、電流源開路),(1/4)//2=2/9 ω,時間常數 τ=gl=(9/2) × (1/6)=3/4,於是 e指數  - t/τ = - (4/3)t。

② 求電壓初始值。求解 u(0+)=?換路時電感視為電流源:

電流恆定不突變 i(0+)=ⅰ(0-)=0;電壓發生突變。開關未合u(0-)=0,開關合上電壓發生突變 u(0+)=u(2ω)=1.5v × =4/3v。

③ 求電壓後穩態值。t=∞時電感視為短路,因此得到 u(∞)=0v。

④ 寫出電感時間函式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 求解電感電流 ⅰ(t)。

先求電流初始值: 換路後 ⅰ(0+)=ⅰ(0-)=0a。再求電流後穩態值:

 t→∞時電感短路,只剩一個 (1/4)ω 電阻,電路電流i=1.5v / (1/4)ω=6a,亦即 ⅰ(∞)=6a。最後~時間常數τ同前。

ⅰ(t)=ⅰ(∞)+[ ⅰ(0+)-ⅰ(∞) ]e^(-t/τ))

·····=6+[ 0-6 ]e^(-t/τ)。

·····=6-6e^(-t/τ)

5樓:匿名使用者

第二個是換路後的穩態值,就是電路再次達到穩態時的值。此時,電容相當於開路,電感相當於短路,計算電路用換路後的電路。

一個是換路後瞬間的初始值,用f(0+)表示。對於電容電壓、電感電流這兩個獨立初始值可以用換路定律求出,其他必須要用0+等效電路。

時間常數,rl電路為l/r,rc電路為rc。注意式中的r要用等效電阻,即原電路中將動態元件斷開後看進去的等效電阻。

6樓:

充電的終了值就是電源電壓(與接法有關),放電的終了值是零。

一階電路的充放電曲線上能否求得時間常數τ值??????

7樓:匿名使用者

可以的,一階電路的充放電曲線主要是指數曲線,有兩個引數需要確定。選取曲線上的一個座標點,列出一個方程。再在該點求導,根據斜率在列出一個方程,就可以確定這個曲線的方程了。

當然,時間常數也就知道了。

8樓:方葛喜迎秋

時間常數τ=rc,從物理意義上解釋,c越大電容貯存的電能越多,電阻越大放電電流越小,當然需要的時間也越長。通常在t=4τ後,可以認為電壓已經能衰減到零。因此,想要延長放電時間,時間常數τ應該增大才是。

時間常數與電容和電阻的大小成正比,應該增大c或者r的值。

一階電路的時間常數中的r是電阻嗎

沒錯,是電阻。它是從動態元件兩端看進去的戴維南或者諾頓等效電路中的等效電阻。求教 時間常數怎麼求?rc,怎麼確定r和c?圖中電路的rc是怎麼確定的?按照圖中的標識,如果你要求的是uc1 t 那麼時間常數中的c就是c1的電容。同理知道其他。而時間常數中的r,有時候需要用短路法求 將電容短路,求出短路電...

一階電路分析,電路分析一階電路分析

a 解 t 0 時,兩個電容都相當於開路。1f的電容與6 電阻並聯,所以電壓與6 電阻電壓相同,為 u1 0 20 6 3 6 3 10 v 2f電容與3 電阻並聯,所以電壓與3 電阻電壓相同,u2 20 3 3 6 3 5 v 換路定理 u1 0 u1 0 10v,u2 0 u2 0 5v。t 0...

一階rc動態電路和一階rl動態電路的時間常數t分別等於多少

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