如图8-28 所示电路,设电容原有电压uC(0+)=U0,在t=0 时刻开关闭合,则在t ≥0 电路中uC(t)和i(t)的变化规律如下。
根据KVL 有
该方程为一阶线性非齐次微分方程,与分析零状态响应相似,方程的解由非齐次方程的特解u′C和对应的齐次方程的通解u″C两个分量组成,即
特解为换路后电路又达到稳定状态的解,这时
即
齐次方程的通解为
因此有
将初始值uC(0+)=uC(0-)=U0代入,可求得
所以电容电压为
即为电容电压的全响应。
式(8-27)的第一种表示形式由特解和齐次方程的通解组成,特解与外部激励有关,称为强制分量,通解与电路参数有关,称为自由分量,说明了全响应由强制分量和自由分量表示,即
全响应=强制分量+自由分量
强制分量是换路后达到新的稳态的解,也称为稳态分量,自由分量随着时间的增长按指数规律逐渐衰减为零,也称为暂态分量,因此全响应也可以看作是稳态分量和暂态分量的叠加,即
全响应=稳态分量+暂态分量
式(8-27)的第二种表示形式中,第一项是电路的零输入响应,第二项则是电路的零状态响应,说明了全响应是零输入响应和零状态响应的叠加,即(www.daowen.com)
全响应=零输入响应+零状态响应
因此,分析求解一阶电路的全响应可以根据以上分解方法实现。
【例8-8】 电路如图8-29 所示,当t=0 时,开关S打开,求t≥0+后的iL和uL。
解:这是RL 电路全响应问题。
方法一:先求零输入响应,再求零状态响应,应用叠加的方法求全响应。根据换路定则有
换路后的时间常数为
零输入响应为
零状态响应为
所以全响应为零输入响应和零状态响应的叠加,有
方法二:先求出稳态分量,得出全响应,再代入初始值。
求出稳态分量,即
全响应为
代入初始值有
所以全响应为
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。