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一阶电路的全响应

时间:2023-02-18 百科知识 版权反馈
【摘要】:在非零原始状态的一阶电路中,由输入(激励)和原始状态共同作用产生的响应,称为一阶电路的全响应。下面介绍适用于一阶线性电路全响应的两种分解方法。电路的全响应uC等于零输入响应分量1与零态响应分量之和,这体现了线性电路的可叠加性。把全响应分解为零输入响应和零态响应,明显地反映了响应与激励的因果关系,物理概念清晰。

在非零原始状态的一阶电路中,由输入(激励)和原始状态共同作用产生的响应,称为一阶电路的全响应。

图6-21所示电路中,Us为直流电压源,设uC(0- ) =U0,在t=0时闭合开关。换路后电路的方程为

图6-21 RC电路的全响应

其通解为

代入初始条件uC(0+) =uC(0-)=U0,得

故电容电压为

电阻电压和电流为

在U0 < Us的条件下,各全响应的波形如图6-22所示。

下面介绍适用于一阶线性电路全响应的两种分解方法。

1.全响应分解为强制分量与自由分量的和

电容电压分解为

图6-22 uC、uR、i随时间的变化曲线

同理,电阻电压和电流分解为

2.全响应分解为零输入响应与零态响应的和

电容电压可分解为

同理,电阻电压和电流分解为

把全响应分解为稳态分量和暂态分量,能明显地反映电路工作状态,便于电路的求解。把全响应分解为零输入响应和零态响应,明显地反映了响应与激励的因果关系,物理概念清晰。

例6-9 图6-23所示电路,换路前电路已处于稳态,t=0时闭合开关,求电流i。

解 开关闭合前电路处于稳态,电感短路,则

图6-23 例6-9图

开关闭合后,5Ω电阻被短路,则电路的时间常数为

电流i的暂态分量为

电流i的稳态分量为

所以电流i为

根据电路定律,i(0+) =i(0-)=0.5A,得

因此电流为

如采用叠加定理计算,则电流的零输入响应为

电流的零态响应为

因此电流的全响应为

两种解法的结果相同。

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