大学电路 一阶电路的越阶响应问题?

作者&投稿:锻烁 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
大学电路,一阶电路的全响应例题里的一个小问题~

开关闭合后,电压源与电流源并联。
电压源可以输出趋于无穷大的电流,并联电流源无意义,可以忽略。见链接:
http://wenku.baidu.com/view/1a26938d8762caaedd33d4bc.html
用叠加原理解题结果是一样的:
电流源单独作用,电压源短路,电流源不会向外电路输出电流。
电压源单独作用,电流源开路,就是例题的解法。

求初始值,稳态值和时间常数。L已经知道了,那么求R了。这里有个等效的问题。把电流源开路、电压源短路,在草稿纸上画出等效电路,很明显把电阻加上就行了。

解:电路阶跃响应,使用三要素法求解:

电路初始t=0+时,电感电流为零,相当于开路,如上图。iL(0+)=0。

u(0+)=2×(5∥5)=5(V)。

电路达到稳态即t=∞时,电感相当于短路,如上图。

u(∞)=2×(5∥5∥2)=20/9(V),iL(∞)=u(∞)/2=10/9(A)。

将电流源开路,得到L两端的等效电阻:R=2+5∥5=4.5(Ω),电路时间常数为τ=L/R=0.5/4.5=1/9(s)。

所以:iL(t)=[10/9+(0-10/9)e^(-t/τ)]ε(t)=[10/9-10/9e^(-9t)] ε(t) (A)。

u(t)=[20/9+(5-20/9)e^(-t/τ)]ε(t)=[20/9+25/9e^(-9t)]ε(t)  (V)。

另一种解法:将电感短路,求出从断开处看进去的诺顿等效电路。

u=2×(5∥2∥5)=20/9V,Is=u/2=10/9(A)。R=2+5∥5=4.5(Ω)。

τ=L/R=0.5/4.5=1/9(s)。

根据RL电路的零状态相应标准表达式:iL(t)=Is[1-e^(-t/τ)]。

所以:iL(t)=10/9×[1-e^(-9t)]ε(t)=[10/9-10/9e^(-9t)] ε(t)(A)。

u(t)=2×iL(t)+L×diL(t)/dt=2×[10/9-10/9e^(-9t)] ε(t) +5e^(-9t)ε(t)=[20/9+25/9e^(-9t)]ε(t)(V)。

结果一致。



iL(∞)= x 2.5/4.5=10/9 A,Ro=2+2.5=4.5Ω,τ=0.5/4.5=1/9 s,

iL(t)=10/9 [1-e^(-9t)] ξ(t) A,u(t)=[2-i(t)] x 2.5=5/9 [4+5e^(-9t)] ξ(t)v。



既然题主的这个问题是在电气工程及其自动化这个话题下面,那么我想这个绝对不仅仅是个数学问题或者物理问题,当然了,这个问题所涉及的基础知识还是数学知识。作为电气工程专业的学生,学习电路原理或者电路分析这门课程,必然会学到用拉氏变换分析电路这一章节的内容。

利用三要素法很方便求解,该题等效于t=0时开关闭合情况。

大学物理ma?


苏仙区13351124645: 一阶RC电路的阶跃响应的问题一阶RC电路的阶跃响应实验中,时间常数t=RC对响应的波形有什么影响啊? -
周阮金匮:[答案] 会影响响应动作的快慢,RC越大,则响应趋于稳态越慢,变化的时间越长

苏仙区13351124645: 电路原理一阶电路的阶跃响应搞不懂.这两个式子是什么关系. -
周阮金匮: 单位阶跃响应就是指输入为ε(t)的响应,也就是说你写的那个式子当Us=1(t>0)的时候就相当于你划线的式子.

苏仙区13351124645: 一阶电路过渡过程的研究 -
周阮金匮: 原发布者:sky张小白 机13陈楠010582实验7RC电路的过渡过程一,实验目的:(一)研究一阶RC电路的阶越响应和零输入响应(二)研究连续方波电压输入时,RC电路的输出波形二,实验仪器设备:1、惠普数字记忆示波器HP54603B2、...

苏仙区13351124645: 大学电路实验RC一阶电路的响应的问题 1.零状态RC电路,t=0时刻开始充电,t=一个时间常数的时电容的电压是否达到稳定?在RL电路中的电感的电压能否... -
周阮金匮:[答案] 1 不能,正常时电感稳定了电压也就消失了 2有啊 有公式,有两个时间常数 3没有影响

苏仙区13351124645: 大学电路实验RC一阶电路的响应的问题 急!!!!!!!!!!!!!! -
周阮金匮: 1 不能,正常时电感稳定了电压也就消失了2有啊 有公式,有两个时间常数3没有影响

苏仙区13351124645: 大学电路问题,就是求一阶电路零输入响应、零状态响应之类的题时,根据题中所给的电容(或电感)利用公式 -
周阮金匮: 一阶电路一般只有一个电容或一个电感,即RC电路或LR电路.同时含有L和C的电路一般是RLC电路,是二阶响应,可能会震荡;也可能阻尼较大,和一阶响应类似.求响应的话一般就是求出初始状态Ini(对于零输入响应,就是初始的状态值;对于零状态响应,初始状态就是零) 再求出末状态Fin(对于零输入响应,末值为零;对于零状态响应,末值为输入信号的稳态响应) 根据公式求出响应时间 tao 过渡过程为:F(t)= Ini - (Ini-Fin)(1-exp(-t/tao)) 我猜想你可能是大一学生,下学期你们会学拉普拉斯变换的,利用拉普拉斯变换求过渡过程就更加简便了.

苏仙区13351124645: 13、对一阶电路的阶跃响应描述正确的是 - 上学吧普法考试
周阮金匮: 这是一个非常复杂的问题,其实也很简单.它是大学电路理论的重要内容!一阶电路通常用一阶微分方程便可解决,高阶电路的响应理论上应用高阶微分方程也可分析,但其中牵扯到高阶微分方程的解法,这本身也是高等数学的一个难点!所以拉普拉斯采用拉普拉斯变换法避开了复杂的微分运算! 其本思想是:应用拉氏变换将换路后的电路变换,然后利用KCL,KVL及结点电压法回路电流法计算频域参量,最后再用拉氏反变换将频域还原到时域!具体变换参照大学电路理论拉氏运算法!

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