第三章动态电路分析ppt课件.ppt

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1、i = 0, uC = 0i = 0, uC= USS+uCUSRCiS+uCUSRCi稳定状态稳定状态(稳态稳态)过渡状态过渡状态(动态动态)uCtt1USOddwptS+uCUSRCi+uSR1R2R3+uCC+uSR1R3dtduCiiRuuuuCROCCR 0OCCCOuudtduCR OCLOLuiRdtdiL AiVuLc22310)0(423210)0(AiiVuuLLcc2)0()0(4)0()0(AiAi144)0(224)0(21(0 )22 11(0 )103 240CLiAu 0)0()0(0)0(3LCiiu 0)0()0(0)0()0(LLCCiiuu 129(0

2、)(0 )0.31020iiA i3(0+)=0 uL(0+)=20i2(0+)=200.3=6V+10ViiCuCS10k 40k + C+10Vi (0+)iC(0+)8V10k + uC (0+) = uC (0 )=8V10 40(0 )8V1040Cu108(0 )0.2mA10Ci(0 )(0 )0ccii 10VS1 4 iLLuL+10V1 4 iL(0+)uL (0+)+(0 )0 (0 )0LLuu iL(0+)= iL(0 )=2A(0 )2 48VLu S(t=0)+uLCuCLISRiL+uL (0+)uC (0+)R+iC (0+)iL(0+)+iL(0+)=iL(

3、0 )=IS uC(0+)=uC(0 )=RISuL(0+)= uC(0+)= RISiC(0+)=iL(0+) uC(0+)/R =RIS RIS =0一阶电路一阶电路 二阶电路二阶电路零输入零输入 零状态零状态 全响应全响应1i+-UCISR0R2C(a)uR+-+-uCCi(b)0CCudtduRC（）uR=i R, dtduCiC-uR+uC=0+-+-uCCi(b)uR0ptCuAet（）通解通解 SCIRAu0)0(放电电流为放电电流为 RCtSRCtCCeIReuu0)0(t0 RCtRCtSCeieRIRdtduCi)0(0t0 确定积分常数确定积分常数A AptcAeu0(0

4、 )CSuR I确定特征根确定特征根p p10RCp RCp1 秒秒库仑库仑伏特库仑安培伏特/.RCtStCCeIReuu0)0(t0 tSteRIReii0)0(t0RCRC 电路零输入响应 电压电流波形图tStCCeIReuu0)0(t0 tSteRIReii0)0(t0U0tuCOI0tiCOt0 2 3 4 5 U0 0.368U0 0.135U0 0.05U0 0.02U0 0.007 U0 tceUu 0 202 000221d)e(dCUtRRUtRiWRCtR RC0ptLiAet（）（）0LLRidtdiLLLdiuLdtuL+uR=0RLuRi通解通解 0(0 )LiAI电

5、感电压为电感电压为 确定积分常数确定积分常数A AptLiAe0(0 )(0 )LLiiI确定特征根确定特征根p p0LpRRpL LRttLLeIeii0)0(t0tRLeRIuu0t0电阻电压为电阻电压为 tLReRIRiu0t0 00LiI00RuRI00LuRII0tiLO RI0tuLORL 电路零输入响应 电压电流波形图( )(0 )tf tfet0注意事项注意事项: :RCLRuC (0+)=uC(0 )=6V=U0SRC331 VeeUut tRC C31106 )A(eeRuit t cR3131236 iL (0+)=iL(0 )=35/0.2=175 A= I0uV (0

6、+)= 875 kV !tLRLIi 0e s8010850004 . 05sV RRL L=0.4HVRV5k 35VS(t=0)iLuV+R=0.2 0)(kV e875e 0VV tIRRiutLRtLRL实际电压表的实际电压表的内阻值约为内阻值约为10M欧欧L=0.4H35VS(t=0)iLR=0.2 DVURRRuSC424122)0(212VuRRRuCR6 . 13242)0()0(322ARRuiCC8 .0324)0()0(3252323RRRSRC1515VuucC4)0()0(ttCCeeii8 . 0)0(At0ttRReeuu6 . 1)0(Vt0dtduCiCCtt

7、CCeeuu4)0(Vt00.8tCie A = RC, = L/RRCRC电路的零状态响应电路的零状态响应RURuiSRR)0 ()0 (0 )RSuU(0 )(0 ) 0CCuuuR=i R, CduiCdtuR+uc=US 齐次方程的通解齐次方程的通解( ( 自由分量自由分量, ,暂态解暂态解) )RCttchAeAeu非齐次方程的特解非齐次方程的特解u ucpcp( (强制分量强制分量, ,稳态解稳态解) )cpSukUSCCUudtduRC（1）方程（方程（1 1）式的解（完全解）为）式的解（完全解）为SRCtcpchCUAeuuuSAU (0 )0CutRCCSuAeURCtSSR

8、CtSCeUUeUu1t0 )1)(RCtCCeuutSCCeRUdtduCit0 tSCReRUiit0tSRReURiut0R C 电路零状态响应 uc、ic、iR及uR波形图(0 )(0 )0LLiiuL+uR=US dtdiLuLLLRRiu （1）SLLURidtdiL齐次方程的通解齐次方程的通解( ( 自由分量自由分量, ,暂态解暂态解) )tLRtLhAeAei非齐次方程的特解非齐次方程的特解iLP( (强制分量强制分量, ,稳态解稳态解) )RUKiSLp方程（方程（1 1）式的解（完全解）为）式的解（完全解）为RUAeiStLSUAR (0 )0LiRUAeiStL)1 (t

9、SStSLeRURUeRUitLLeii1)(RUiSL)(t0 t0t0tSLLeUatdiLutSRReURiu1tSLReRUii1一阶RL电路的零状态响应波形图 0)0 (UuUudtduRCCSCC（1）StCUKeuStSCUeUUu)(0（2）00CuU0SKUU： : : 解的分解：解的分解： 全响应全响应= =暂态响应暂态响应+ +稳态响应稳态响应 StSCUeUUu)(0（2）全响应全响应=零输入响应零输入响应+ +零状态响应零状态响应 )1 (0tStCeUeUu（3）)1 (tSeU0tU e求解一阶电路的三要素法求解一阶电路的三要素法( )( )(0 )( )0tf

10、tfffet 全响应全响应=稳态响应稳态响应+暂态响应暂态响应tAeftf)()()()0(ffA (0 )f tf0)()0()()(teffftft三要素法三要素法f(0+)f(0+)、f()f()三要素法应用步骤：三要素法应用步骤：346312)0(LiAiiLL34)0()0(Ai920)0(1ViiiuLLL38)0()0(6)0(6)0(13 i1 (0+) +6 i1 (0+) -iL (0+)=1226666312)(1iAiiL1)(21)(1 uL() =0 8636366/36RSSRL1011 .088 .0teffftf)()0()()(Aeetitt10101922

11、29202)(t0AeetittL10103111341)(t0VeetuttL1010380380)(t0单位阶跃函数单位阶跃函数用用(t)表示，定义如下：表示，定义如下：(t) = 0 t 0-1 t 0+单位阶跃函数阶跃函数阶跃函数(t-t0) = 0 tt 0- 1 tt 0+ 函数描述函数描述阶跃延迟阶跃延迟)()1 (00tteuttC)(1teutC)()1 (teKutC(t(t) )(2)(21443111ttuuuUoc 3u1+u1=0 u1=0 ( )( )1SCtIt A2120SCocIUR)()1 (2)1 (teeUuttocC602 10RCS CLuRiu

12、0dddd22 CCCutuRCtuLCuC(0+)=U0 i(0+)=0 uC(t) , i(t) , uL(t) .tuCiCdd RLC+ +- -iucuL+ +- -(t=0)2C2ddddtuLCtiLuL 0CLRuuu2210CCCd uduRudtL dtLC2，衰减系数谐振角频率20二阶电路的零输入响应二阶电路的零输入响应二二个个不不等等负负实实根根 2CLR 二二个个相相等等负负实实根根 2CLR 二二个个共共轭轭复复根根 2CLR 1212AAp tp tCueetpCetu)AA(21 )sin( tKeutCptcAeu 设设012 RCPLCP特特征征方方程程为为

13、LCLRRP2/422, 1 LCLRLR1)2(22 不等的负实根不等的负实根一一 , 2 . 21ppCLR 1212AAp tp tCuee0210AA)0(UUuC 0AA0)0()0(dd2211 PPCituC0121201221AAUPPPUPPP )(2112120tptpCePePPPUu RLC+ +- -iucuL+ +- -(t=0)(2112120tptpCePePPPUu U0tuc1202PPUP |P1|小小1201PPUP |P2|大大12021-(-)(-)p tp tCduUiCeedtL PPt=0+ i=0 ,t= i=0t = tm 时时i 最大最大

14、)()(2121120tptpLePePPPUdtdiLu t0 i02tmuLtmitU0uc)(2112120tptpCePePPPUu 由由 di/ dt可计算可计算 tm1221lnmpptpp0 t tm uci RLC+ +- -RLC+ +- -tU0uctmi0非振荡放电非振荡放电 过阻尼过阻尼 2 .CLR 二二LCLRLRP1)2(22 jP 2LR 令令uC)(212121tjtjttptpCeAeAeeAeAu 22022 )2(-1 LRLC 0 0BA0)0(dd tuC00A)0(UUuC sinBcosA tteutC 00BAUU )sin(cos0ttUeu

15、tC )sin( 00 teUtosBinAsinBcosAdd tctsettetuttC )sincos(0000ttUeutC 0teLUtuCitC sindd 0 )sin(dd 00 teUtiLutLuLuC - 2 - uctU0teU 00teU 000 2 i + )sin( 00 teUutC i + uct - 2 - 2 U0teU 00teU 000uCRLC+ +- -RLC+ +- -RLC+ +- - R = 0LCutUu )2sin(00 tLC+ +- -02, 1 jp 2 10 ，LC 0 tLUi000sin teLUtuCitC sindd 0

16、)sin(dd 00 teUtiLutL)sin( 00 teUutC0 LRPPP221)(21 tAAeutC 010)0(UAUuC 0201UAUA) 1(dddd) 1( 0 0 0teUtiLuetLUtuCietUutLtCtC 相等的实根相等的实根三三 , 2 . 21ppCLR 0)(0)0(dd21 AAtuC 非非振振荡荡放放电电过过阻阻尼尼， 2 CLR tptpceAeAu2121 振荡放电振荡放电欠阻尼，欠阻尼， 2 CLR )sin( tAeutc非非振振荡荡放放电电临临界界阻阻尼尼， 2 CLR )(21 tAAeutc )0()0(dtduuCCtCCCCCdiCuudtduCi0)(1)0(或tLLLLLduLiidtdiLu0)(1)0(或00LLii00CCuu( )( )(0 )( )0tf tfffet