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一阶电路动态分析
班级:11级计本三班 姓名:张成 学号:1104013045
【摘要】:在《电路与模拟电子学》这门课程中,一阶电路动态分析的学习可谓是至关重要,它也是二阶电路动态分析的基础。通过学习一阶电路,理解L,C,元件的特性,并熟练的运用于电路分析。
【关键字】:一阶,零输入,零状态,响应,三要素。 【正文】:一:基本概念
1.动态电路 含有动态元件电容和电感的电路称动态电路。
2. 一阶电路 一阶电路中只有一个动态元件,描述电路的方程是一阶线性微分方程。
3, 电路的响应:电路过渡过程中,具有某种变化规律的电路变量(如某支路的电流或电压)。 二,响应
1.一阶电路的零输入响应有RC电路的零输入响应和RL电路的零输入响应构成。 总结:a. 一阶电路的零输入响应是由储能元件的初值引起的响应, 都是由初始值衰减为零的指数衰减函数。b. 衰减快慢取决于时间常数 c. 同一电路中所有响应具有相同的时间常数。d. 阶电路的零输入响应和初始值成正比,称为零输入线性. 2.一阶电路的零状态响应。 同样的,一阶电路的零状态响应可分为RC电路的零状态响应和RL电路的零状态响应
3.一阶电路的全响应。电路的初始状态不为零,同时又有外加激励源作用时电路中产生的响应。 三.电路的初始条件 1.换路定理
电容 换路瞬间,若电容电流保持为有限值, 则电容电压(电荷)换路前后保持不变。uC (0+) = uC (0-) q(0+) = q (0-)
电感 换路瞬间,若电感电压保持为有限值, 则电感电流(磁链)换路前后保持不变。iL(0+)= iL(0-) yL (0+)= yL (0-)
① 电容电流和电感电压为有限值是换路定律成立的条件。② 换路定律反映了能量不能跃变。
求初始值的步骤:
1.由换路前电路(稳定状态)求uC(0-)和iL(0-); 2.由换路定律得 uC(0+) 和 iL(0+)。
3.画0+等效电路。a. 换路后的电路b. 电容(电感)用电压源(电流源)替代。(取0+时刻值,方向与原假定的电容电压、电感电流方向相同)。 4.由0+电路求所需各变量的0+值。 四.稳态值得计算。
稳态值是指过渡过程结束(即t=∞),电路达到新稳态时各电流、电压达到的终值。 当t=∞得到的电容电压和电感电流的终值记为Uc(∞)和iL(∞),在直流激励下,电感电压uL和电容电流iC最终都变为0,在t= ∞时,电感相当于短路,电容相当于开路,此时电路中其他各电流、电压按直流电路计算。 五.三要素法分析一阶电路 1,初始值的计算。
步骤: (1)求换路前的uC (0+)和uC (0-), 根据换路定理得出:uC (0+)=uC (0-), iL(0+)= iL(0-), 根据换路后的等效电路,求未知的u(0+)或 u(0-) (2).稳态值的计算。a. 画出换路后的等效电路 (注意:在直流激励 的情况下,令C开路, L短路);b. 根据电路的解题规律, 求换路后所求未知数的稳态值。
(3).时间常数的计算。a.原则。时间常数要由换路后的电路结构和参数计算。b.步骤。对于只含一个R和C的简单电路,对于较复杂的一阶RC电路,将C以外的电 路,视为有源二端网络,然后求其等效内阻 R'。 【总结】通过这一个学期对《电路与模拟电子学》的学习,虽然这门课程对我们计算机专业的学生来说是有点难,有些知识的掌握也只要求了解即可。但是学习中还是遇到了一些困难。在本书的一阶电路分析中,了解掌握了动态电路分析的原理,其中包括电路换路是的初始值和稳态值的一些求法技巧。包括RL和RC电路的一般特点。如何用三要素法求解一般电路,总之让我受益匪浅。从中,我深刻的认识到,任何一门课程的学习都不是那么简单的,我们需要刻苦的钻研进去,这就需要我们拥有毅力了。还有上课的认真听讲那是必不可少的。课堂上的重要性不言而知。另外就是要多做一些题目,不然我们在课堂上认为我们已经掌握的知识也知识纸上谈兵。
参考文献:《电路与模拟电子学》 科学出版社 王成华 潘双来 江爱华编著
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