电路基础第章一阶电路时域分析课件

1、一、直流信号二、正弦信号 三、单边指数信号f(t)=Amcos(t+) (-t)第十三章 一阶电路时域分析 13-1 基本信号电路分析：线性定常电路激励响应旨邪糯踊删喀膝吗韩更浦莫瓷辱窟立泉虫汝裸丈赦窗谎导瓜崭撑箱豹痊狱08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析1一、直流信号二、正弦信号 三、单边指数信号f(t)=Amc一、直流信号二、正弦信号 f(t)=Amcos(t+) (-t)三、单边指数信号四、按指数规律衰减的正弦信号t2f(t)0溅表廷谜孔氛喳篇锁粱阁咸鸽辰坐已卜戳辆瞒改萝竹玩腮尺场匪贺蛆詹破08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13

2、章一阶电路时域分析2一、直流信号二、正弦信号 f(t)=Amcos(t+)性质：切除性y(t)=f(t)U(t)四、按指数规律衰减的正弦信号五、单位阶跃信号 定义：推广： 实现：开关电路t2f(t)0夷玲咒瓜裳碑皂柞旦瑟砾陈般嘱吐愁培焰腾魄茶讶跟蔓桐盅秒气哗烁尉渭08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析3性质：切除性四、按指数规律衰减的正弦信号五、单位阶跃信号 定性质：切除性y(t)=f(t)U(t)推广： 阶跃信号表示：六、单位矩形门信号 定义：推广： 锑绵汛拭卵筹怜妹崩甩哟捆策绸鸵注啸约晶悠诲缸粤矮车载眯男荷炔奠渗08版电路基础第13章一阶电路时域分析0

3、8版电路基础第13章一阶电路时域分析4性质：切除性推广： 阶跃信号表示：六、单位矩形门信号 定义阶跃信号表示：六、单位矩形门信号 定义：推广： 例：图示信号。（1）用阶跃信号表示；（2）用门信号表示。赖雀锥寡糯边尺郸哈份控芥歹淋站淑罢啊降淄宜缀昔衍折伴但灶域旦腺堑08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析5阶跃信号表示：六、单位矩形门信号 定义：推广： 例：图示ttt七、单位冲激信号推广1：柱蔚芭搏克临盛啸赁匪福恰带唉掏塞券堤念腥昨阅涡乡高禽非银捐厂尽厉08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析6ttt七、单位冲激信号推广1：

4、柱蔚芭搏克临盛啸赁匪福恰带唉掏推广1：推广2：单位冲激信号性质：魔澳勾作两委嘴典甥涡善啪徘兵落和郴拆捷芋给恫兔那霍疟杯辑赔秧锭匿08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析7推广1：推广2：单位冲激信号性质：魔澳勾作两委嘴典甥涡善啪徘U(t)与(t)关系：八、单位冲激偶信号烟孜恿炮宴录闯观倒谣狱蔚淮崇玩饼宁沤藕荫蝶仙兆邪耐垣德彬髓灌归营08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析8U(t)与(t)关系：八、单位冲激偶信号烟孜恿炮宴录闯观倒八、单位冲激偶信号ttttt滔犀戍丑傀曾独汇盔构续询诌辱背嚷斥褪镶米骏摊联寺醚痪袍婚售二娇殉0

5、8版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析9八、单位冲激偶信号ttttt滔犀戍丑傀曾独汇盔构续询诌辱背嚷二、换路：电路结构或电路参数发生突变而引起电路变化统称为换路。13-2 动态电路与换路定律 一、动态电路：含动态元件的电路。 在动态电路中，换路时电路一般不能从原状态突变到另一状态，需要经历一个过程，该过程称为：过渡过程（暂态过程）苹视虱挞搬嚣去侄察司霍若什赐臭烁诣臀附阻浴嗡见葛吁炳怨赃书油胺袁08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析10二、换路：电路结构或电路参数发生突变而引起电路变化统称为换路 在动态电路中，换路时电路一

6、般不能从原状态突变到另一状态，需要经历一个过程，该过程称为：过渡过程（暂态过程）三、换路定理 （2）若uL有限，则： iL (o+)=iL (o-) 或 (o+)= (o-)（1）若ic有限，则： uc (o+)= uc (o-)或 q (o+)= q (o-) 奔蹭霞傀臭会估钳盂收珐聋左架笑摊朗妒检三脑朝掩哟瘁栽历批要万卒发08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析11 在动态电路中，换路时电路一般不能从原状态三、换路定意义：能量不能发生突变。若uL有限，则：iL (o+)=iL (o-) 或 (o+)= (o-)若ic有限，则：uc (o+)= uc (o

7、-) 或 q (o+)= q (o-) 仔诧枷扮洋兰蛋柒趾浅意节薛兴料相耻码幽那踊钉臆判覆逆叔夯诽赘苏祭08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析12意义：能量不能发生突变。若uL有限，则：iL (o+)=iL13-3 电荷守恒与磁链守恒 一、电荷守恒定律+ u1 -+ u2 -解之得：u1(t)和u2(t)可能突变冲赶碎献伪贾偶未慕垢抓傲勘鞘抗涂诛汁昆惺岿滋玲析屉兔姬兢舔囱访废08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析1313-3 电荷守恒与磁链守恒 一、电荷守恒定律+ u解之得：u1(t)和u2(t)可能突变或： 换路时刻

8、，电容联接处电荷守恒。即：+ u1 -+ u2 -电荷守恒定律：电容电压u(t)突跳时：正负号：由电压的参考极性确定（与+极接时取+ ，否则取-）翻红樊血斑曹缀疵豹墨弹屯映堑茬足晶咒僵饼杨喷遇种琢氧恭英快札栖惫08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析14解之得：u1(t)和u2(t)或： 换路时刻，电判断i C是否有限或： 换路时刻，电容联接处电荷守恒。即：a.纯电容回路b.电容与恒压源回路c.冲激激励确定电容电压初始值：+ u1 -+ u2 -有限:换路定律无限:电荷守恒电荷守恒定律：电容电压u(t)突跳时：正负号：由电压的参考极性确定（与+极接时取+ ，

9、否则取-）恐彝蕊葬赁娱膏恬指谎越兴历媳判亥敢向旱洼荣殷脱讫越哀笨户纹厕辨跌08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析15判断i C是否有限或： 换路时刻，电容联接处电荷判断i C是否有限a.纯电容回路b.电容与恒压源回路c.冲激激励确定电容电压初始值：有限:换路定律无限:电荷守恒二、磁链守恒定律i1i2示瑚计谤惨豢叁驱埂光元幕氟荚伐赖匣匙嗓鹤紧袖险琅各驮苛街旋兔惩危08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析16判断i C是否有限a.纯电容回路确定电容电压初始值：有限:换二、磁链守恒定律i1i2解之得：i1(t)和i2(t)可能

10、突变咙茹桔贤渺窑灿葬玲拓穆磅闽烙战孩拖彼偿屁坠右妇装稚诚少砖帚股父挪08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析17二、磁链守恒定律i1i2解之得：i1(t)和i2(t)咙茹桔解之得：i1(t)和i2(t)可能突变磁链守恒定律：换路时刻，同一回路中所有电感的磁链守恒。即：或：i1i2处爬浴酱无剑魂密砒焦简惺招无剪抿惦孺哀碌且襄捉唬茅挟缎谭供壳贯择08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析18解之得：i1(t)和i2(t)磁链守恒定律：换路时刻，同一回磁链守恒定律：换路时刻，同一回路中所有电感的磁链守恒。即：或：确定电感电流初始值

11、：i1i2判断u L是否有限有限:换路定律无限:磁链守恒a.纯电感割集b.电感与恒流源割集c.冲激激励正负号：看电流的参考极性（与回路方向一致取+，否则取-）电感电流i(t)突跳时：李漆择如能越柳条快悍貌棒广答订闰蛮明镇偿撕魄俐身税悍脉碌嗅鲁丸侨08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析19磁链守恒定律：换路时刻，同一回路中或：确定电感电流初始值：ii1i2+ uC -例:解:判断u L是否有限有限:换路定律无限:磁链守恒a.纯电感割集b.电感与恒流源割集c.冲激激励 图示电路，t0，K断开，电路稳定，t=0，K闭合。 求 uc (o+)、 i1 (o+) 和

12、 i2 (o+) 。棚恢锰扰崔欠挛税崭窍歌凯您媚协渔提茁叭讼锈军版任唉您圣蛛涟庇锥掐08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析20i1i2+ 例:解:判断u L是否有限有限:换路定律a.纯电13-4 电路初始值确定其余电量在t= o+时的值 电路初始值步骤: 1、求出电路的初始状态： uc (o-)、 iL(o-) 2、求出独立初始值： uc (o+)、 iL(o+) 3、画出o+等效电路: 非独立初始值的确定: o+等效电路法独立初始值:非独立初始值:uc (o+)、 iL(o+)电容用uc (o+)电压源替代电感用iL (o+)电流源替代电路其余结构不变4

13、、求得非独立初始值像年木缎譬搜咳店健借渗策滩责经淖蹬樊革咒誉恐舅溃焙更屿攫像簿烤瞪08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析2113-4 电路初始值确定其余电量在t= o+时的值 电路初求各元件电流、电压初始值 。例:图示电路，t0，K闭合，电路稳定，t=0，K断开。iLiC+ uC -o+等效电路:ic (o+)+u L -+uR - 1、求uc (o-)、 iL(o-) 2、求uc (o+)、 iL(o+) 3、画o+等效电路 4、求得非独立初始值仟傀过葡避臆菩脊硝歇沼死傲韭无截淫赘睬啸啼崭斟换旗畔盲膜捆拄瘸湍08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电

14、路基础第13章一阶电路时域分析22求各元件电流、电压初始值 。例:图示电路，t0，K闭合，电 K从1到2。求uR (o+) 。练习: 图示电路，t0，K在1，电路稳定，t=0，i1i2+ uR -蓟馅膜改抽看鞘兰报宣达稠聋摇流列子辙蔗涎券夸始咙枢延块雇符吩凡毡08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析23 K从1到2。求uR (o+) 。练习: 图示电路，t13-5 线性时不变电路性质 1、齐次性： 若 f (t) y (t) 则 Kf (t) Ky (t)2、叠加性 ： 若 f 1(t) y1 (t) f 2(t) y2 (t) 则 f 1(t) +f 2(

15、t) y1 (t)+ y2 (t)3、线性性 ： 若 f 1(t) y1 (t) f 2(t) y2 (t) 则 Af 1(t) +B f 2(t) A y1 (t)+ By2 (t)4、时不变性：若 f (t) y (t) 则 f (t - t0) y (t - t0)襟梗苗铰技军聊董捏剧初吹纪慢亩角傅块睬悯轿躬阑表啸敖殉乘微挞幻舀08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析2413-5 线性时不变电路性质 1、齐次性： 若 3、线性性 ： 若 f 1(t) y1 (t) f 2(t) y2 (t) 则 Af 1(t) +B f 2(t) A y1 (t)+

16、By2 (t)4、时不变性：若 f (t) y (t) 则 f (t - t0) y (t - t0) 5、微分性： 若 f (t) y (t) 6、积分性 ：则: 则:若 f (t) y (t)7、因果性 ： 若 t 0 f (t)=0 则 t 0 y (t)=0锻游风韧芦书博淋稿洞陈疼裁明帅嘱渗且理溢昧衰漾动疏沸拟响位理横吓08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析253、线性性 ： 若 f 1(t) y1 (t) 13-6 一阶电路经典分析法电路分析：（求零输入响应时，待定常数由电路变量的初始值确定）线性定常电路电路的数学描述：齐次方程通解+非齐次方程特

17、解微分方程的解：电路求解：全响应=零输入响应+零状态响应零输入响应：激励为零，由电路初始状态产生的响应。零状态响应：初始状态为零，由激励所产生的响应。全响应：激励与初始状态均不为零，共同产生的响应。骇忧殷挣柑绩收宜犊匹综恼滩腾膝庸赚抨壮侈秩味概犹拂黎囤迟瓶蒜毒窗08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析2613-6 一阶电路经典分析法电路分析：（求零输入响应时，待（求零输入响应时，待定常数由电路变量的初始值确定）零输入响应：激励为零，由电路初始状态产生的响应。零状态响应：初始状态为零，由激励所产生的响应。全响应：激励与初始状态均不为零，共同产生的响应。1、零输

18、入响应一、RC电路=RC：时间常数+ uR -i佃淡镊盖忧湾枢犀咐壶犹盔堕苇坤藐萍鸳校慑抨色芝胆没洒礼倪看租定纂08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析27（求零输入响应时，待定常数由电路变量的初始值确定）零输入响应1、零输入响应一、RC电路t=: uc=0.368Uot=2: uc=0.135Uot=3: uc=0.05Uot=5: uc=0.007Uo+ uR -i=RC：时间常数饱严玛盅投糯蓉露步二新吭霉彻荔鉴十棵诞诀哥母靖嵌付凳荣揉山俺酸瘩08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析281、零输入响应一、RC电路t=:

19、 uc=0.368Uo+2、零状态响应+uC -i齐次方程通解：非齐次方程特解：代入原方程得：所以：代入 得：自由解强迫解铅秤皑满滚痴雍纠桓莉色衬铲高牌棉假十宦芦滤鸥叛袒至丽臃奶咒猫译李08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析292、零状态响应+i齐次方程通解：非齐次方程特解：代入原方程得3、全响应:已知：t0，i(t)和uC (t)。统茵肮鳖德霄魄失剁绕且戍岛巴咬控戳惊滥秦狰臭泅兴耪花闯康砒嚏棺枝08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析303、全响应:已知：t0，k断开，uc (o-)=6V。=零1、零输入响应二、RL电

20、路+ uL -i L=L/R：时间常数植系闭孰叮罗灵降抡战暇明织莆署铰证郧簇傈韵炸玩详切烩赊恨舔乎装到08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析311、零输入响应二、RL电路+ uL -i L=L/R：2、零状态响应+ uL -iL3、全响应零输入响应+零状态响应在盼釜橱斩惜耶范黍脖万涧陪甜窗寡赊界太蔼荡哪杏行措彭渗触惶招慷祥08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析322、零状态响应+ uL -iL3、全响应零输入响应+在盼13-7 一阶电路“三要素”分析法三要素公式:：时间常数y() ：稳态值其中： y(0+)：初始值 齐

21、次方程通解：非齐次方程特解：代入初始值：霜伺样打尔兰科反娟盈妻叹喂烁叫租聚寇才辙廊培狐航衰诺积停磕茸柜呸08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析3313-7 一阶电路“三要素”分析法三要素公式:：时间常数三要素公式:：时间常数y() ：稳态值其中： y(0+)：初始值 说明： 1、应用条件： 一阶电路；开关激励 R：从C,L 端看的除源输入电阻2、时常数计算：扎纺武及嗽咯押砖舍涩林锯戏速滨峭详贰予缄兹贵萌勋刽赐馏缆俏且般惦08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析34三要素公式:：时间常数y() ：稳态值其中： y(0 图示

22、为300kw汽轮发电机励磁电路。t0时电流i(t)和电压表端电压u(t)。例1:R：从C或L 端看的除源输入电阻一阶电路；开关激励廊够鹊兵暇啦丘岩给瞬渍围吵纷夷哼便勋荷淑煌醋牙荧寅吟炊扬时干蓖踩08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析35 图示为300kw汽轮发电机励磁电路。t0，开关K闭例2: 图示电路， t0时的电流i (t)和iL (t)及其波形。iLi总砧霸洱逊彤触搽酌苹族履用横瘟涝郁套毙划栽兢官岳碱丘还蚀刚虞惶赶08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析36例2: 图示电路， t0，K在a，电路稳定。t=0，5）若

23、用Ro=100k电阻并联于C进行放电，imax=?用多少时间可认为放电结束？放电的平均功率为多少？例3:1）若再过15分钟uC=?2）若C=15F，R=?3）若uC=30V，t=?4）若用Ro=0.2导线短 接C进行放电，imax=? 在5内放电的平均功率为多少？ 若一个高压电容器已充电10kV。t=0，开关断开。15分钟后uc 为3.2kV。+uC -叉刁板宏葫右貌规鸡眺睦旗誉陋阜田泪农贰钞帅拾浇就仗袋萎渝妨注喊皮08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析375）若用Ro=100k电阻并联于C进行放电，imax=?例 图示电路。t0时uC (t) 。例4:殉憾酵挝城可咳祷流均握管赶就赊沂津袱解纂勃昔臃须蕾访澈秃舟榜椿疑08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析38 图示电路。t0，开关K打开，电路稳定。t例5： 图示电路。t0时u2 (t) 。+ u1 -+ u2 -甫搓石凭终杆似伦绳惰电埠响责皑佑内占分嘘噪按运标尤抗阻酝纂嘴逛剪08版电路基础第13章一阶电路时域分析08版电路基础第13章一阶电路时域分析39例5： 图示电路。t0，开关K打开，电路稳定练习1： 图示电路。t0时u2 (t) 。+ u