理论教育 RL电路的零状态响应分析

RL电路的零状态响应分析

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:RL 零状态响应电路如图8-15 所示。图8-16RL 电路零状态响应曲线iL的波形图;uL的波形图电路如图8-17所示,换路前电路已经处于稳定状态,在t=0 时开关S 打开,求t>0 后iL和uL的变化规律。在电力系统中,感性元件较多,换路时应采取必要的措施避免出现瞬间高电压,对元件或工作人员造成危害。

RL电路的零状态响应分析

RL 零状态响应电路如图8-15 所示。

电路在开关闭合前为零初始状态,即电感电流

开关闭合后,根据KVL 有

电感的伏安特性为

代入上式得到微分方程,即

与RC 电路分析相类似,该方程仍为一阶线性常系数非齐次微分方程,方程的解由非齐次方程的特解(稳态分量)和对应的齐次方程的通解(暂态分量)两个分量组成,即

特解是换路后的稳态分量,这时

齐次方程的通解为

所以有

将初始条件代入确定系数A,可得

则(www.daowen.com)

RL 电路的零状态响应曲线如图8-16 所示。

图8-16 RL 电路零状态响应曲线

(a)iL的波形图;(b)uL的波形图

【例8-6】 电路如图8-17(a)所示,换路前电路已经处于稳定状态,在t=0 时开关S 打开,求t>0 后iL和uL的变化规律。

解:这是一个RL 电路零状态响应问题,t>0 后的等效电路如图8-17(b)所示,注意图(a)中的RS在换路后与理想电流源串联,对外电路不起作用,故

时间常数

图8-17 例8-6 图

(a)电路图;(b)等效电路图

换路后的电感电流的稳态解为

所以电感电流的零状态响应为

电感两端电压的零状态响应为

注意:

在t=0时刻,电感元件两端会出现瞬间高压。在电力系统中,感性元件较多,换路时应采取必要的措施避免出现瞬间高电压,对元件或工作人员造成危害。

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