理论教育 电路原理MOOC学习一阶电路时域分析

电路原理MOOC学习一阶电路时域分析

时间:2023-08-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:用三要素法求解一阶电路的响应。电路中只有一个动态元件,描述电路的方程是一阶线性微分方程时称为_______电路,电路中有两个动态元件,描述电路的方程是二阶线性微分方程时称为_______电路。

电路原理MOOC学习一阶电路时域分析

(一)视频:动态电路的方程及其初始条件

1.视频知识点归纳总结

(1)动态,记忆性,储能,无源

(2)电感和电容/动态,过渡过程,动态,换路

(3)结构,参数/状态

(4)元件,拓扑,uL=

(5)一阶,二阶

(6)会,是

(7)0,0,Su,0,开路

(8)0,0,0,,短路

(9)t=0+,换路后一瞬间,换路前一瞬间

(10)qc(0+)=qc(0-),uC(0+)=uC(0-),电容电压,电压源,φL(0+)=φL(0-),iL(0+)=iL(0-),电感电流,电流源,电容电流和电感电压为有限值

(11)后,电压源,短路,电流源,开路

(12)uC(0-),iL(0-),开路,短路,uC(0+),iL(0+),电压源,电流源,电容电压uC,电感电流iL,0+/初始

2.知识点的应用

(1)(a)图中:①uR+uC=uS,uR=Ri

②uR=

③RC+uC=uS(t)

(b)图中:①uR+uL=uS,uL=,uR=Ri

②Ri+=uS(t)

(2)①闭合,开路,8

②换路定律,8

③断开,用电压为8 V的电压源替代,ic(0+)=0.2 mA

(3)①位于1,短路,1

②换路定律,1

③位于2,用电流为1 A的电流源替代

(4)①断开,短路,开路,1,8

②换路定律,1,8

③闭合,用电流为1 A的电流源替代,用电压为8 V的电压源替代,

uL(0+)=4V iC(0+)=1A i(0+)=2A

(二)视频:一阶电路的零输入响应

1.视频知识点归纳总结

(1)动态电路中没有外施激励电源,仅由动态元件初始储能所产生的电压和电流

(2)齐次常系数常微分方程的通解

(3)①列出与电路对应的一阶线性常微分方程;

②假设其对应的解,求得特征根及积分常数的值,得到方程的解;

③写出电路中电压电流对应的表达式。

(4)时间常数,τ,秒,τ=RC,τ=L/R,与动态元件相连的一端口电路的等效电阻,相同,短,(3~5)τ

(5)f(t)=

2.知识点的应用

(2)①零输入

②4

(三)视频:一阶电路的零状态响应、全响应

1.视频知识点归纳总结

(1)电压;电流;动态电路中没有动态元件初始储能,由t>0电路中外加激励作用所产生的电压和电流;电路的初始状态不为零,同时又有外加激励源作用时电路中产生的响应

(2)齐次常系数常微分方程的通解,非齐次常系数常微分方程的特解

(3)f(t)=f(∞)-f(∞)e

(4)f(t)=f(∞)+[f(0+)-f(∞)]e

2.知识点的应用

(1)全,uC(t)=10-5e-1 000tV

(2)零状态,iL(t)=10-10e-100tA,uL(t)=2 000e-100tV

(四)视频:一阶电路全响应的分解,三要素法

1.视频知识点归纳总结

(1)全响应,强制/稳态,自由/暂态,零输入响应,零状态响应

(2)f(t)=(www.daowen.com)

(3)初始值,稳态值,时间常数,一阶,

(4)①用0+时刻的等效电路求解初始值f(0+);

②用t→∞时刻的稳态电路求解新稳态值f(∞);

③利用时间常数的计算公式求不同一阶电路的时间常数;

④写三要素公式;

⑤将三要素带入公式,得到电压电流的响应表达式。

2.知识点的应用

(1)①开路,断开,2,换路定律,2

②开路,闭合,0.667

③闭合,开路,2/3,2

④f(t)=

uC(t)==(0.667+1.333e-0.5t)Vt≥0

⑤uC(t),

i(t)==(0.67+1.33e-0.5t)At≥0

(2)①断开,短路,2,换路定律,2。

闭合,用2 A的电流源替代,i1(0+)=0 A,i2(0+)=2 A

②闭合,短路,iL(∞)=6 A,i1(∞)=2 A,i2(∞)=4 A

③闭合,开路,τ=0.2 s

(3)①i2(t)=4-2e-5t(A)t≥0

②闭合。图略。

③uL(t)=10e-5t,5i1+uL=10,i1(t)=2-2e-5t(A)t≥0,i2(t)=4-2e-5t(A)t≥0

④uC(t)=12+(-8-12)e-t=(12-20e-t)Vt≥0

(4)i(t)=iL(t)+=2(1-e-5t)+5e-2t(A) t≥0

(五)视频:一阶电路的阶跃响应

1.视频知识点归纳总结

(1)ε(t)=,t=0,1,阶跃

(2)t=0+

(3)①ε(t-t0)=

②f(t)ε(t-t0)

(4)电路对于单位阶跃函数输入的零状态响应,零状态

(5)①求f(0+);

②求f(∞);

③求τ;

④根据三要素,写出f(t)。

(6)uC(t)=在t <0时等于0,而后者不一定。

2.知识点的应用

(1)f(t)=ε(t)-ε(t-2),iS(t)=[10ε(t)-15ε(t-1)+5ε(t-2)]A

(2)①0

②1,开路

③RC

(六)视频:一阶电路的冲击响应

1.视频知识点归纳总结

(1)=1

(2)①单位阶跃函数,ε(t) ②f(0)δ(t),f(t0)δ(t-t0)

(3)单位冲激,零状态

(4)h(t),S(t),单位阶跃

2.知识点的应用

(1)1,0,1

(2)①图略,δ(t)。

③图略。由uC(0+)引起的零输入

注意:②≠,③≠

总结:

开路,短路

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