一階電路的全響應及三要素分析,一階電路的全響應由什麼要素決定

2021-05-30 15:10:45 字數 3810 閱讀 6791

1樓:位

做題依據:換路定則,即根據換路前後,電容的電壓和電感的電流不能突變,也就是uc(0-)=uc(0+),il(0-)=il(0+)。

圖(a),s閉合前,原電路穩定後,電容相當於開路,電感用短路線表示,為簡單的串聯電路,電容電壓為電壓源電壓,所以有uc(0-)=24v,il(0-)=24/6=4a。根據換路定則,uc(0+)=uc(0-)=24v,il(0+)=il(0-)=4a。

換路後,電容用電壓源表示,其值為24v,電感用電流源表示,其值為4a。所以,左上4歐姆電阻上的電壓為24

v,所以ul(0+)=24-24=0v,根據kcl,中間的電流i(0+)=6a-6a=0a,ic(0+)=0a。

圖(b):當t<0時,電路穩定後,電容開路,電感短路,根據換路定則,uc(0+)=uc(0-)=10*2/5=4v(這裡他算錯了,所以你看不懂。),il(0+)

=il(0-)=10/(2+3)=2a。換路後,根據替代定理,電容用4v的電壓源代替,電感用2a的電流源代替,根據kvl,10=2*3+ul(0+)+4,所以ul(0+)=0v,根據vcr,有i(0+)=4/2a=2a,根據kcl有,2=ic(0+)+4/2+4/2,有ic(0+)=-2a。

一階電路的全響應由什麼要素決定

2樓:位

由三個要素,即初始值f(0+),穩態解f(∞),時間常數τ

對於一階電路,零狀態響應和零輸入響應的概念是什麼啊?

3樓:匿名使用者

對於一階電路,零狀態響應是電路的儲能元器件(電容、電感類元件)無初始儲能,僅由外部激勵作用而產生的響應。零狀態響應是系統在無初始儲能或稱為狀態為零的情況下,僅由外加激勵源引起的響應。俗稱放電。

零輸入響應的概念在沒有外加激勵時,僅由t = 0時刻的非零初始狀態引起的響應。取決於初始狀態和電路特性,這種響應隨時間按指數規律衰減。俗稱充電。

根據疊加原理,將零輸入響應與零狀態響應兩個分量進行疊加,即可得到全響應。

4樓:降解飯盒

電路中含有一個獨立的儲能元件(電容或電感)的稱為一階電路。

若輸入的激勵訊號為零,僅有儲能元件的初始儲能所激發的響應,稱為零輸入響應。

反之,電路的初始儲能為零,僅由激勵引起的響應為零狀態響應。

動態電路,電源.電感或電容的初始儲能均能作為電路的激勵引起響應。

什麼樣的電訊號可以作為rc一階電路零輸入響應 零狀態響應和完全響應的激勵訊號?

5樓:匿名使用者

哈哈,看電路與電子學啊

解釋一階電路三要素法中的三要素

6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)

7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.

8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)

9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。

10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。

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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 f 微法 r的單位是m 兆歐 時間常數 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 ...