4-2 一阶电路的零状态响应10.pptVIP

电路原理 引言 Req Us + - 一阶动态电路 t ≥ 0+ 时等效电路 (t=0出现换路) uC(t) + - C Is Req ? RC电路 ? RL电路 L 有源 线性电阻 电路 引言 t ≥ 0+ 时等效电路 (t=0出现换路) Req Us + - uC(t) + - C uC(0+)=U0 RC电路（*） ?具有一般性 ? RL电路为其对偶电路 零输入响应 （有初始储能，无激励源输入） uC(0+)=U0≠0 Us=0 引言 Req uC(t) + - C i(t) uC(0+)=U0 t ≥ 0+ 时等效电路 RC电路 RL电路 二要素法(零输入响应) ? 适用于电路中任一电压电流响应。 引言 一阶动态电路 RC电路 t ≥ 0+ 时等效电路 (t=0出现换路) Req Us + - uC(t) + - C uC(0+)=U0 零状态响应 （无初始储能，有激励源输入） uC(0+)=0 Us ≠ 0 uC(0+)=0 Req Us + - uC(t) + - C uC(0+)=0 t ≥ 0+ 时等效电路 §4-2 一阶电路的零状态响应 一阶RC电路(*) 一阶RL电路(对偶电路) 零状态响应(zero state response，rzs) —— 换路后（储能元件）无初始储能，电路中的响应是由非零的输入激励作用而引起的。 Req Us + - uC(t) + - C uC(0+)=0 t ≥ 0+ 时等效电路 §4-2 一阶电路的零状态响应? 一阶RC电路 ? 定性分析(零状态响应) 电容(储能元件)的充电过程（0?稳态）。 uC(t): uC(0+)=0 i(t) : i(0+)=Us /Req t ≥ 0+ i(t) Us 0 0 i(0+)=Us /Req Req Us + - uC(t) + - C uC(0+)=0 t ≥ 0+ 时等效电路 §4-2 一阶电路的零状态响应? 一阶RC电路 i(t) t ≥ 0+时电路的微分方程 ?定量分析 电容充电过程是怎样的形式呢？ Req uC(t) + - C i(t) uC(0+)=U0 t ≥ 0+ 时等效电路 Req uC(t) + - C i(t) uC(0+)=0 t ≥ 0+ 时等效电路 U0 + - 零输入响应 §4-2 一阶电路的零状态响应? 一阶RC电路 Req uC(t) + - C i(t) uC(0+)=0 t ≥ 0+ 时等效电路 U0 + - Req Us + - uC(t) + - C uC(0+)=0 t ≥ 0+ 时等效电路 i(t) Us - + 零输入响应 §4-2 一阶电路的零状态响应? 一阶RC电路 零状态响应 + - u(t) Req Us + - uC(t) + - C uC(0+)=0 t ≥ 0+ 时等效电路 i(t) §4-2 一阶电路的零状态响应? 一阶RC电路 Req uC(t) + - C uC(0+)=0 t ≥ 0+ 时等效电路 i(t) Us - + 零状态响应 + - u(t) ▲ 电容充电：指数形式 uC(0+)= -Us Req Us + - uC(t) + - C uC(0+)=0 t ≥ 0+ 时等效电路 §4-2 一阶电路的零状态响应? 一阶RC电路 i(t) 电路时间常数 自由分量 暂态分量 强制分量 稳态分量(t→∞) t ≥ 0+ uC(∞)=Us uC(0+)=0 Req Us + - uC(t) + - C uC(0+)=0 t ≥ 0+ 时等效电路 §4-2 一阶电路的零状态响应? 一阶RC电路 i(t) ? 当输入激励为直流电源(常数)时，自由分量就是暂态分量，强制分量就是稳态分量； ? 响应与激励成正比(线性电路)。 t→∞ Us 0 t→∞ 有跳变，有初始值 0.865Us -0.0184Us -0.05Us -0.135Us §4-2 一阶电路的零状态响应? 一阶RC电路 t uC(t) 0 -Us -0.368Us Us 0.632Us 0.95Us 电容电压 Us/R 0.865Us §4-2 一阶电路的零状态响应? 一阶RC电路 t uC(t) 0 Us 0.632Us 0.95Us 0.368Us/R 有跳变 电容电压 电容电流 2Ω 10V + - uC(t) + - 0.5F 已知uC(0-)=0，t=0，开关S闭合，求开关闭合后的iC(t)。 t ≥ 0+ 时等效电路 §4-2 一阶电路的零状态响应? 一阶RC电路 iC(t) 2Ω S(t=0) 解： 2Ω 2Ω Req 1 t 0 ε(t) 阶跃函数 开关电路可以等效为阶跃信号作用于该电路。 阶跃函数 ε(t-t0) 阶跃函