《电工技术》课件-一阶动态电路的全响应

一阶动态电路的全响应目录一阶动态电路的全响应概念一阶动态电路的全响应分析一阶动态电路的全响应三要素分析法课程导入一阶动态电路的全响应课程导入一阶动态电路的全响应音频信号放大器的外部激励响应电池释放的能量电压电流课程导入一阶动态电路的全响应电路中的电流和电压如何响应这种突发的输入信号课程导入一阶动态电路的全响应一态电路的全阶动响应一阶动态电路的全响应动态电路的全响应分析电路的初始能量状态外部激励的影响电路中的电流和电压如何响应这种突发的输入信号?一阶动态电路的全响应理解电路在实际应用中的动态行为电路中的电流和电压如何响应这种突发的输入信号?动态电路的全响应分析启动运行故障学习目标如何在既有原始能量又存在外输入激励的情况下，分析电路的全响应。学习目标便携式音响系统的使用一阶动态电路的全响应一阶动态电路的全响应概念一阶动态电路的全响应概念一阶动态电路的全响应电路中既有外输入激励(即有独立源的作用)，动态元件上又存在原始能量（换路前uC和iL不为零），当电路发生换路时，在外激励和原始能量的共同作用下所引起的电路响应称为全响应。R1＋SiCuC－（t=0）＋－USCR2R2＋SiLuL－(t=0)＋－USLR1RC一阶全响应电路RL一阶全响应电路一阶动态电路的全响应概念一阶动态电路的全响应R1＋SiCuC－（t=0）＋－USCR2R2＋SiLuL－(t=0)＋－USLR1RC一阶全响应电路RL一阶全响应电路换路前，开关S断开，电容存储有原始能量，通R2构成的回路放电，在t=0时，开关闭合，电路中又增加了外激励源，电压源Us，在电压源与储有原始能量的电容共同作用下，引起电路中电压、电流的响应，这是RC一阶全响应的过程。一阶动态电路的全响应概念一阶动态电路的全响应R1＋SiCuC－（t=0）＋－USCR2R2＋SiLuL－(t=0)＋－USLR1RC一阶全响应电路RL一阶全响应电路初始开关S闭合，则电压源作用下，通过电阻R2对电感充电，电感的初始电流等于Us/R2，不为零。在t=0时，开关S断开，电路结构发生变化，串联进新的电路R1，此时在储有原始能量电感及电压源共同作用下，电路中产生电压、电流的响应，称为RL一阶全响应。课程导入一阶动态电路的全响应RC和RL全响应电路的解可表示为：全响应零输入响应零状态响应分别处理结果合并简化复杂电路分析一阶动态电路的全响应分析以电容电压为例，零输入响应用𝑢𝑐

(𝑡)′表示；𝑢𝑐

(𝑡)′′表示零状态响应，则全响应可表示为：

＋SiCuC－（t=0）＋－2KΩ1mF1KΩ9V图示电路在换路前已达稳态，且UC(0-)=12V，分析t≥0时的uC(

t)和iC(

t)。根据换路定律可得

电路的时间常数τ

一阶动态电路的全响应分析一阶动态电路的全响应一阶动态电路的全响应分析一阶动态电路的全响应＋SiCuC－（t≥0+）＋－2KΩ1mF1KΩ9V电容电压的稳态值：

零状态响应uC(t)"：

全响应uC(t)：

电容电流的全响应iC(t)：

由全响应结果可以看出，前面的常数6V为稳态分量，后一项按指数规律变化的为暂态分量，因此：全响应=稳态分量+暂态分量一阶动态电路的全响应分析一阶动态电路的全响应对比电容电压的全响应表达式，电流的全响应表达式中，缺少稳态分量，这是为什么呢？一阶动态电路的全响应分析一阶动态电路的全响应从换路后的等效电路分析，我们就容易理解，因为换路后电路达到新的稳态时，电容相当于开路，电流为零，所以我们在电容电流的全响应表达式中没有看到稳态分量。一阶动态电路的全响应三要素分析法电路一阶动态电路的全响应三要素分析法一阶动态电路的全响应瞬态响应稳态响应一阶动态电路的全响应三要素分析法一阶动态电路的全响应电路全响应激励响应初始值自然响应简化电路分析一阶动态电路的全响应三要素分析法一阶动态电路的全响应f(t)表示电路的响应f(0+)表示响应的初始值f(∞)

表示响应的稳定值τ

表示电路的时间常数电路的全响应表达式：代表换路后的响应一阶动态电路的全响应三要素分析法一阶动态电路的全响应f(t)表示电路的响应f(0+)表示响应的初始值f(∞)

表示响应的稳定值τ

表示电路的时间常数电路的全响应表达式：代表换路后的响应一阶动态电路的全响应三要素分析法一阶动态电路的全响应一阶电路在直流电源作用下求解电压、电流响应的三要素公式。一阶动态电路的全响应三要素分析法一阶动态电路的全响应初始值稳态值时间常数一阶电路的三要素三要素法一阶动态电路的全响应三要素分析法一阶动态电路的全响应初始值稳态值时间常数一阶电路的三要素三要素法由于零输入响应和零状态响应是全响应的特殊情况，因此，三要素公式适用于求一阶电路的任一种响应，具有普遍适用性。一阶动态电路的全响应三要素分析法一阶动态电路的全响应初始值稳态值时间常数一阶电路的三要素由于零输入响应和零状态响应是全响应的特殊情况，因此，三要素公式适用于求一阶电路的任一种响应，具有普遍适用性。三要素法求解响应的步骤一阶动态电路的全响应三要素分析法一阶动态电路的全响应初始值稳态值时间常数一阶电路的三要素由于零输入响应和零状态响应是全响应的特殊情况，因此，三要素公式适用于求一阶电路的任一种响应，具有普遍适用性。三要素法求解响应的步骤一阶动态电路的全响应三要素分析法一阶动态电路的全响应三要素法求解响应的步骤1、确定初始值f(0+)初始值f(0+)是指任一响应在换路后瞬间t=0+时的数值，与本章前面所讲的初始值的确定方法完全一样。先作t=0-

电路。确定换路前电路的状态uC(0-)或iL(0-)这个状态即为t＜0阶段的稳定状态，因此，此时电路中电容C视为开路，电感L视为短路。再作t=0+

等效电路。这是利用换路后一瞬间的电路确定各变量的初始值。一阶动态电路的全响应三要素分析法一阶动态电路的全响应三要素法求解响应的步骤1、确定初始值f(0+)若uC(0+)=U0，iL(0+)=I0，在此电路中C用电压源U0代替，L用电流源I0代替；若uC(0+)=0或iL(0+)=0，则C用导线代替，L视为开路。作t=0+

等效电路后，即可按一般电阻性电路求解其它响应的初始值。2、确定稳态值f(∞)一阶动态电路的全响应三要素分析法一阶动态电路的全响应三要素法求解响应的步骤1、确定初始值f(0+)作t=∞的等效电路，暂态过程结束后，电路进入新的稳态，用此时的电路确定响应的稳态值f(∞)。在此电路中，电容C视为开路，电感L视为短路，可按一般电阻性电路来求各响应的稳态值。2、确定稳态值f(∞)一阶动态电路的全响应三要素分析法一阶动态电路的全响应三要素法求解响应的步骤1、确定初始值f(0+)RC电路中，τ=RC；RL电路中，τ=L/R；其中R等于：将电路中所有独立源置零后，从C或L两端看进去的等效电阻，(即戴维南等效电源中的R0)。2、确定稳态值f(∞)3、确定时间常数τ课程小结一阶动态电路的全响应一阶动态电路的全响应概念分析三要素分析法一阶动态电路的全响应以电容电压为例，零输入响应用𝑢𝑐

(𝑡)′表示；𝑢𝑐

(𝑡)′′表示零状态响应，则全响应可表示