7.2一阶电路的零输入响应111一阶电路:1可用一阶常微分方程描述的电路一阶电路暂态响应的时域分析:1经典法:用数学方法列解微分方程1三要素法:根据电路的三个要素之值,代入公式求解堂景1
7.2 一阶电路的零输入响应 ◆ 一阶电路: 可用一阶常微分方程描述的电路 ◆ 一阶电路暂态响应的时域分析: 经典法:用数学方法列解微分方程 三要素法:根据电路的三个要素之值,代入公式求解
11111111动态电路暂态响应111拉独立电源11能量来源11动态元件原始储能1111111零输入响应:111输入信号为零,仅由动态元件的原始储能引起的响应零状态响应:动态元件的原始储能为零,仅由输入信号引起的响应完全响应:由输入信号和动态元件的原始储能共同引起的响应1
◆ 动态电路暂态响应 ◆ 零输入响应: 输入信号为零,仅由动态元件的原始储能引起的响应 ◆ 零状态响应: 动态元件的原始储能为零,仅由输入信号引起的响应 ◆ 完全响应: 由输入信号和动态元件的原始储能共同引起的响应 能量来源 独立电源 动态元件原始储能
祥1RC电路的零输入响应已知:t<0时,uc=U:t=0时,换路;求t>0时,uc和ic的变化规律解:(1)列微分方程:duc +uc =0-ur +uc=-Ric +uc=RC dt(2)初始值:uc(O )=uc(O_) =U。a601(3)解方程:1+RCs +1= 0S(t = 0)1特征方程:URicR特征根:S=-1/ RCuC通解:uc = AeP"= Ae'RC确定常系数:uc(O.)A=U=Ae将常数带入通解得定解
解:(1)列微分方程: (2)初始值: (3)解方程: 0 d d − + = − + = + C = C R C C C u t u u u Ri u RC 0 uC (0+ ) = uC (0− ) =U 特征方程: RCs + =1 0 一、RC电路的零输入响应 已知: t 0时,uC = U0;t = 0时,换路;求t 0时,uC和i C的变化规律 将常数带入通解得定解 (a) (b) C u U0 a b S(t = 0) R C + − + C u − R C i C − + R u RC电路的零输入响应 + uR _ R iC t 0t时, 0时,uC u = C U=0;U0 t;=t 0=时,换路;求 0时,换路;求t t 0时,0时,uuCC 和和i Ci C 的变化规律 的变化规律 0 d d − + = − + = + C = C R C C C u t u u u Ri u RC 0 d d − + = − + = + C = C R C C C u t u u u Ri u RC 0 d d − + = − + = + C = C R C C C u t u u u Ri u RC 定解: ( ) ( ) 确定积分常数: ( ) 通解: 特征根: 0 0 0 1/ 0 0 = = = = = = = − − + + − u u e t u Ae A U u Ae Ae p RC R C t C C C R C t p t C 定解: ( ) ( ) 确定积分常数: ( ) 通解: 特征根: 0 0 0 1/ 0 0 = = = = = = = − − + + − u u e t u Ae A U u Ae Ae p RC RC t C C C RC t p t C 特征根: s RC = −1/ 通解: 确定常系数:
11-111/将常数带入通解得定解11I1L111t111/11UoeRCuc=11111111E1111E1-1111I11RC(t ≥ 0)=uc(O111111/1I11111duttuoU.11111RCRCI.e100dtRR111111I1一RC(t>0)=ic(O.)e1111-1-111111福111111111酒1111111111111111I1111111111111111111111
( 0) 0 = − = = − e t R U R u dt du i C RC t C C C RC t C u U e − = 0 (0 ) ( 0) = 0 = − + − u U e u e t RC t C RC t C = (0 ) ( 0) − + i i e t RC t C C 将常数带入通解得定解 ( 0) 0 = − = = − e t R U R u dt du i C RC t C C C ( ) 0 0 t t RC RC U e I e R − − = =
111分析①电压、电流是随时间按同一指数规律衰减的函数1Uo I uc连续跃变1o函数00tt招②响应与初始状态成线性关系,其衰减快慢与RC有关;1y(t) = y(O+)e Rc111电容不断释放能量被电阻吸收,直到全③能量关系部消耗完毕。11
t U0 uC 0 I0 t i 0 ①电压、电流是随时间按同一指数规律衰减的函数; 连续 函数 跃变 ②响应与初始状态成线性关系,其衰减快慢与RC有关; 分析 ③能量关系 电容不断释放能量被电阻吸收,直到全 部消耗完毕. 1 ( ) (0 ) t RC y t y e − = +