一阶电路的全响应
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一阶电路的全响应一阶电路的全响应一、全响应全响应一阶电路在外加激励和动态元件的初始状态共同作用时产生的响应,称为一阶电路的全响应(complete response)。
图5.5-1(a)所示的一阶RC电路,直流电压源Us是外加激励,时开关S处于断开状态,电容的初始电压。
时开关闭合,现讨论时电路响应的变化规律。
时,响应的初始值为时,响应的稳态值为用叠加定理计算全响应:开关闭合后,电容电压的全响应,等于初始状态U0单独作用时产生的零输入响应和电压源Us单独作用时产生的零状态响应的代数和,如图5.5-1(b)、(c)所示。
图5.5-1(b)中,零输入响应为图5.5-1(c)中,零状态响应为根据叠加定理,图5.5-1(a)电路的全响应为用表示全响应,表示响应的初始值,表示稳态值。
全响应的变化规律1、当时,即初始值大于稳态值,则全响应由初始值开始按指数规律逐渐衰减到稳态值,这是动态元件C或L对电路放电。
2、当时,即初始值小于稳态值,则全响应由初始值开始按指数规律逐渐增加到稳态值,这是电路对动态元件C或L充电。
3、当时,即初始值等于稳态值,则全响应。
电路换路后无过渡过程,直接进入稳态,动态元件C或L既不对电路放电,也不充电。
二、全响应的三要素计算方法全响应的三要素初始值稳态值时间常数例5.5-1 图5.5-2(a)所示电路,已知C=5uF,t<0时开关S处于断开状态,电路处于稳态,t=0时开关S闭合,求时的电容电流。
解:欲求电容电流,只要求出电容电压即可。
1、确定初始状态。
作时刻的电路,如图5.5-2(b)所示,这时电路已处于稳态,电容相当于开路,则。
由换路定则得初始状态2、确定电容电压的稳态值。
作t→∞时的电路,如图5.5-2(c)所示,这时电路也处于稳态,电容也相当于开路,则3KΩ电阻两端的电压则电容电压的稳态值为3、求时间常数τ。
求从电容C两端看进去的戴维南等效电阻R的电路如图5.5-2(d)所示,这时将15V和5V电压源都视为短路,等效电阻为6KΩ和3KΩ电阻的并联,即R=6K∥3K=2KΩ所以,时间常数为4、求全响应。
一阶电路的全响应一阶电路的全响应一、全响应全响应一阶电路在外加激励和动态元件的初始状态共同作用时产生的响应,称为一阶电路的全响应(complete response)。
图5.5-1(a)所示的一阶RC电路,直流电压源Us是外加激励,时开关S处于断开状态,电容的初始电压。
时开关闭合,现讨论时电路响应的变化规律。
时,响应的初始值为时,响应的稳态值为用叠加定理计算全响应:开关闭合后,电容电压的全响应,等于初始状态U0单独作用时产生的零输入响应和电压源Us单独作用时产生的零状态响应的代数和,如图5.5-1(b)、(c)所示。
图5.5-1(b)中,零输入响应为图5.5-1(c)中,零状态响应为根据叠加定理,图5.5-1(a)电路的全响应为用表示全响应,表示响应的初始值,表示稳态值。
全响应的变化规律1、当时,即初始值大于稳态值,则全响应由初始值开始按指数规律逐渐衰减到稳态值,这是动态元件C或L对电路放电。
2、当时,即初始值小于稳态值,则全响应由初始值开始按指数规律逐渐增加到稳态值,这是电路对动态元件C或L充电。
3、当时,即初始值等于稳态值,则全响应。
电路换路后无过渡过程,直接进入稳态,动态元件C或L既不对电路放电,也不充电。
二、全响应的三要素计算方法全响应的三要素初始值稳态值时间常数例5.5-1 图5.5-2(a)所示电路,已知C=5uF,t<0时开关S处于断开状态,电路处于稳态, t=0时开关S闭合,求时的电容电流。
解:欲求电容电流,只要求出电容电压即可。
1、确定初始状态。
作时刻的电路,如图5.5-2(b)所示,这时电路已处于稳态,电容相当于开路,则。
由换路定则得初始状态2、确定电容电压的稳态值。
作t→∞时的电路,如图5.5-2(c)所示,这时电路也处于稳态,电容也相当于开路,则3KΩ电阻两端的电压则电容电压的稳态值为3、求时间常数τ。
求从电容C两端看进去的戴维南等效电阻R的电路如图5.5-2(d)所示,这时将15V和5V电压源都视为短路,等效电阻为6KΩ和3KΩ电阻的并联,即R=6K∥3K=2KΩ所以,时间常数为4、求全响应。
一阶电路的全响应一阶电路的全响应一.全响应全响应一阶电路在外加激励和动态元件的初始状态共同作用时产生的响应,称为一阶电路的全响应(complete response)。
图5. 5-1 (a)所示的一阶RC电路,直流电压源Us是外加激励•时开关S处于断开状态.电容的初始电压叫2°时开关闭合.现讨论f上°时电路响应的变化规律。
2 °4时,响应的初始值为叫(―)二%时,响应的稳态值为叫(8)=°$1(8)= 0川亞丿川宦理计算全响应:开关闭合后,电容电压叫⑦的全响应•等于初始状态U0取独作用时产生的零输入响应叫购和电I W ' I'JU'r Hj时产生的零状态响应叫11⑦的代如II,如图5・5・1 (b) . (c)所示。
图5. 5-1 (b)中,零输入响应为= = (ao)图5. 5-1 (c)中.零状态响应为du''(f)dt(CO)1、、厂(°+)1(8)时川初始值大于稳态值.2、屮®J'%00)时川初始值小于稳态值. 则全响应由初始值开始按抬数规律逐渐増加到稳态值,这是电路对动8、当® Jr (8)时.电路换路后无过渡过程,直接进入稳态.动态根据叠加定理•图5. 5-1 (a)电路的全响应为◎(f) = Q(f) + 冬"(f)=弘五4■兀Q 一<码t i=,十(九一匚)「冠=十血Oh) - (C 0皿=1/(0 +y® =-譽尸+牛二=1(8)+哄4)-「(8护用‘①表示全响应,农示响应的初始值,心校示稳态值。
—阶电路全响应非零初始状态的一阶动态电路,包括RC电路和RL电路,在外加激励的作用下,电路中任何一条支路上的全响应为啲=r(0 十)E T+ F(CD)(1 - g『)全响应的变化规律则全响应由初始值开始按抬数规律逐渐衰减到稳态值,这是动态元件C或L对电路放电。
一阶电路的全响应
电路是一种用来控制电流和电压的装置。
它们由电子元件如电阻、电容和电感组成,用来制造各种不同的电路。
其中,一阶电路是一种
简单的电路,它只包含一个电阻、电容或电感元件。
一阶电路的全响
应指电路在输入信号变化的过程中,电路中的电压和电流如何随着时
间变化。
在一阶电路中,电压和电流是随时间而变化的,称为变量。
在电
路稳定后,变量不再发生变化,称为恒定值。
一阶电路的全响应有三
个部分:零状态响应、强制响应和完全响应。
首先,零状态响应是指电路中元件上原有的电荷和电流在没有外
部输入信号时的响应。
在没有输入信号时,电路中的电荷和电流会随
时间变化,直到它们达到恒定值。
这个响应通常是指电路的初始状态,也称为初始响应。
其次,强制响应是指电路在输入信号发生变化时,由于外部输入
信号的作用,电路中的电荷和电流发生了变化。
这个响应是由于外部
输入信号强制电路中的元件发生变化而引起的。
最后,完全响应是指在零状态响应和强制响应的基础上,电路中
的电荷和电流发生的全部变化。
它是由零状态响应和强制响应的叠加
而得到的。
它包含了所有的电路响应,因此也被称为总响应。
一阶电路的全响应对于理解电路的行为和性能非常重要。
它可以帮助我们判断电路的稳定性和可靠性,也可以提供对电路故障的判断依据。
因此,在电路设计和维修中,深入理解一阶电路的全响应是非常有必要的。