习题课一阶电路和二阶电路的时域分析.ppt

2020年1月22日星期三 1 第七章一阶电路和二阶电路的时域分析 1 换路定则和电路初始值的计算 2 一阶动态电路时间常数的计算 3 一阶电路的零输入响应 零状态响应 全响应的概念和物理意义 4 一阶动态电路暂态响应的三要素计算法 5 简单二阶电路响应性质的判断 6 复杂函数的阶跃函数表达式 基本考点 用单位阶跃函数表示复杂的信号 例1 例2 2020年1月22日星期三 3 初始值的计算 t 0 时各电压和电流的值 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 由换路定则求得uC 0 和iL 0 3 画0 等效电路 初始值等效电路 4 由0 电路求所需各变量的0 值 b 电容 电感 用电压源 电流源 替代 a 换路后的电路 小结 方向保持不变 替代定理 c 激励源用us 0 与is 0 的直流电源来替代 2020年1月22日星期三 5 解 t 0 电路 求图示电路在开关闭合瞬间各支路电流和电感电压 1 由换路前的 旧电路 计算uC 0 和iL 0 C视为开路 L视为短路 iL 0 12A uC 0 24V iL 0 uC 0 可以算出 2020年1月22日星期三 6 2 画出t 0 等效电路 电感用电流源替代 电容用电压源替代 iC 0 48 24 3 8A uL 0 48 2 12 24V iL 0 12A iL 0 uC 0 24V uC 0 i 0 iL 0 iC 0 12 8 20A t 0 等效电路 全响应 零状态响应 零输入响应 零输入响应 与激励成正比 零状态响应 与激励大小无关 2020年1月22日星期三 8 用 三要素法 分析一阶动态电路的暂态过程 直流激励作用下 t 电路 t 0 电路 2020年1月22日星期三 9 三要素法求解暂态过程的要点 终点 1 求初始值 稳态值 时间常数 3 画出暂态过程中电压 电流随时间变化的曲线 2 将求得的三要素结果代入暂态过程通用表达式 2020年1月22日星期三 10 电路响应的变化曲线 2020年1月22日星期三 11 越大 曲线变化越慢 达到稳态所需要的时间越长 时间常数 U 2020年1月22日星期三 12 稳态分量 时间常数 2020年1月22日星期三 13 当t 5 时 暂态基本结束 uC达到稳态值 时间常数 2020年1月22日星期三 试求t 0时的i t 换路后 C通过 R1 R2 放电 Req R1 R2 2W 所以t ReqC 2s 根据换路定则 uC 0 uC 0 4V 解 t 0 2020年1月22日星期三 15 换路前 iL 0 IS 2A Req 2W 求iL的三要素 iL 0 iL 0 2A iL t 3 2 3 e 即 iL t 3 5e 0 5tA 试求 i t 和iL t 2020年1月22日星期三 16 求uL 解 iL 0 4A iL 0 iL 1 2A 代入三要素公式 iL 1 2 5 2e 100tA 2020年1月22日星期三 17 得uL 52e 100tV iL 1 2 5 2e 100tA 2020年1月22日星期三 18 电路原处于稳态 t 0时开关S闭合 求换路后的电流i t iL 0 0 uC 0 10V 换路后变为两个独立的单回路 解 电容电路的三要素为 iC 0 uC 0 R1 5A t1 R1C 0 5s iC 0 电感电路的三要素为 iL 0 iL 0 0 t2 L R2 0 2s iL U R2 10 5 2A i t iL t iC t 求出iC t iL t 后 2020年1月22日星期三 19 P195习题7 18 试求t 0时的u t iL 0 6A uC 0 10V 解 换路后变为两个独立的单回路 电容电路的三要素为 t1 R1C 1 2 0 5 1 3s uC 2V uC t 2 1 e 3t V 2020年1月22日星期三 20 电感电路的三要素为 iL 0 iL 0 6A t2 L R2 1 6 3 1 9s iL 3A S u t 2W 6W 0 5F 3V 1W 9A 1H 3W uC iL uL uL 27e 9tV iL 3 3e 9tA u t uC t uL t 2 1 e 3t 27e 9tV 2020年1月22日星期三 21 t 0时S1从位置1拨向位置2 经0 12s后S2打开 求uC t 并绘波形图 解 先求初始值 uC 0 10V 再分时段用三要素法求解 1 0 t 0 12s uC 0 uC 0 10V uC 30 20 30 50 30V t1 20 30 103 10 10 6 0 12s uC t 30 40e 8 33tV 0 t 0 12s 2020年1月22日星期三 22 2 t 0 12s uC 0 12 30 40e 8 33 0 12 15 28V uC 0 12 uC 0 12 15 28V t2 R2C 30 103 10 10 6 0 3s uC 0 uC t 15 28e 3 33 t 0 12 V t 0 12s 2020年1月22日星期三 23 P199题7 35 试求t 0时的i 解 先求单位阶跃响应 Req 5W t 0 1 5 s i 1 10 A s t 0 1 1 e 50t e t A 由齐性定理和叠加定理可得 d t 作用时的冲激响应 2020年1月22日星期三 24 END 习题课 第七章一阶电路和二阶电路的时域分析