电路第七章
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第七章二阶电路重点要求:1. 理解二阶电路零输入响应过渡过程的三种情况;2. 了解二阶电路的阶跃响应和冲击响应。
3.学习数学中的拉普拉斯变换的定义、性质及反变换的方法;4.掌握用拉普拉斯变换求解电路的过渡过程的方法。
1§7-1 二阶电路的零输入响应二阶电路:由二阶微分方程描述的电路。
典型的二阶电路是RLC串联电路。
求全响应方法:1.经典法(时域分析法)全响应= 稳态分量(强制分量) + 暂态分量(自由分量)2.拉普拉斯变换法(频域分析法)2响应曲线:U 0u C , u L , i 0ωtiu Cu L§7-1 二阶电路的零输入响应220p ααω=−±−一. 问题的提出经典法解动态电路过渡过程存在的问题:对较复杂的电路,联立求解微分方程特别是定积分常数比较困难。
若激励不是直流或正弦交流时,特解不容易求得。
二. 拉氏变换法用积分变换的原理简化求解电路过渡过程时域电路解微分方程时域响应f(t)取拉斯变换复频域电路解代数方程复频域响应F(s)取拉斯反变换7.2 动态电路的复频域分析应用拉氏变换法进行电路分析称为电路的一种复频域分析方法,也叫运算法!是数学中的一种积分变换.优点:对复杂电路﹑无稳态情况﹑换路时出现强迫跃变等用拉氏变换法较经典法方便。
三. 拉普拉斯变换的定义设函数f(t)在0≤t ≤∞时有定义,则积分称为原函数f(t)的拉普拉斯变换(象函数)。
()dte tf s F st∫∞−−=0)(式中s=σ+ j ω----复频率。
单位:熟悉的变换:相量法⎩⎨⎧=∫∞+∞−)s (21)(ds e F j t f stj c j c π反变换正变换ZH1.象函数F (s)存在的条件:∞<∫∞−−dt et f st0)(说明:电路分析中的函数都能满足上述条件。
2. 在电路中积分的下限定义为“0-”, 更有实际意义(将奇异函数也包括在内)。
[][]⎩⎨⎧==−)( )()( )( S F t f t f S F 1简写正变换反变换在电路分析中通常直接查表得到。
第七章一阶电路分析一阶电路是指只包含一个电感或一个电容的电路,它们可以用来描述电路的基本性质和动态响应。
通过对一阶电路的分析,我们可以了解电路的稳态和暂态响应,从而更好地设计和优化电路。
一阶电路可以分为RL电路(含有电感)和RC电路(含有电容)两种。
它们的分析方法略有不同,下面将分别介绍这两种电路的分析方法。
一、RL电路的分析___RL__假设电压源为e(t),电阻为R,电感为L,电流为i(t)。
根据基尔霍夫电压定律,可以得到以下方程:e(t) = Ri(t) + Ldi(t)/dt将上述方程进行拉普拉斯变换,得到:E(s)=RI(s)+sLI(s)-Li(0)其中E(s)和I(s)为拉普拉斯变换后的电压和电流,Li(0)为电流在t=0时刻的初值。
将上述方程化简,得到:I(s)=E(s)/(sL+R)将上述方程进行反变换,得到电流i(t)的表达式:i(t) = (1/L) * ∫[0,t] E(t') * exp[-(t-t')/τ] dt'其中τ=L/R为电路的时间常数,代表电流上升至最终稳定值的时间。
二、RC电路的分析____EC___假设电压源为E(t),电阻为R,电容为C,电流为I(t)。
根据基尔霍夫电压定律,可以得到以下方程:E(t) = Ri(t) + 1/C ∫[0,t] i(t')dt'将上述方程进行拉普拉斯变换,得到:E(s)=RI(s)+I(s)/sC其中E(s)和I(s)为拉普拉斯变换后的电压和电流。
将上述方程化简,得到:I(s)=E(s)/(sRC+1)将上述方程进行反变换,得到电流i(t)的表达式:i(t) = (1/RC) * ∫[0,t] E(t') * exp[-(t-t')/τ] dt'其中τ=RC为电路的时间常数,代表电流上升至最终稳定值的时间。
通过对RL电路和RC电路的分析,我们可以得到它们的电流响应和电压响应。