一阶电路分析
解:t=0-时,等效电路如上图。此时电感相当于短路,所以:iL(0-)=20/4=5(A)。
换路定理:iL(0+)=iL(0-)=5A。t=0+时的等效电路如下图。
设3Ω电阻电流为I,根据KCL可得到2Ω电阻电流为:I+i-0.5i=I-0.5i。
此时i=iL=5A,所以,2Ω电阻电流为:I-0.5×5=I-2.5(A)。
KVL:2×(I-2.5)+3I=10,I=3(A)。即I(0+)=3A。
t=∞时,电感相当于短路,3Ω电阻被短路,电流I(∞)=0。等效电路如下:
此时,2Ω电阻电流为:i-0.5i=0.5i=0.5iL,方向向右。根据KVL:
2×0.5iL=10,iL=10(A,,即iL(∞)=10A。
求电感两端的等效电阻,等效电路如下:
KCL:U/2+U/3+0.5i=i,所以:5U=3i,R=U/i=3/5=0.6(Ω)。
时间常数:τ=L/R=0.3/0.6=0.5(s)。
因此:iL(t)=iL(∞)+[iL(0+)-iL(∞)]e^(-t/τ)=10+(5-10)e^(-t/0.5)=10-5e^(-2t) (A)。
I(t)=0+(3-0)e^(-t/0.5)=3e^(-2t) (A)。
t>0,3Ω电阻消耗的能量为:W=∫(0,∞)I²Rdt=∫(0,∞)[3e^(-2t)]²×3dt=27∫(0,∞)e^(-4t)dt=-27/4∫(0,∞)e^(-4t)d(-4t)=(-27/4)×[e^(-4t)]|(0,∞)=(-27/4)×(0-1)=27/4=6.75(W)。
从电路中看出,电路就是一个RC充放电电路。在R=10k时,电路的时间常数τ=RC较小,也就是说在很短的时间内,就可以完成电路的充放电,电容电压变化很快、能够较好地反映出电容的充放电特性。
当R=1M时,电路的时间常数急剧变大,1M=10^6Ω=1000kΩ,时间常数变化为原来的1000倍,电路的过渡过程时间变得很长,在有限时间内,电容没有完全放电就开始充电、充电电压尚未明显变化时,又开始放电。因此从信号波形的变化,几乎看不到电压的变化,成为一个方波。
本质就是电路的时间常数增大,使得电路的过渡过程时间增长所导致的。
解:将电路中的电压源短路、电流源开路,然后从储能元件两端看进去,计算电路的等效电阻。
(a)R=2∥(2+4)=1.5(kΩ)。所以τ=RC=1.5×10³×2/1000000=3/1000(s)=0.3(ms)。
(b)从电感断开处外加电压U,设流入的电流为I。存在:I+i=0.2i,i=-1.25I。
U=-10i=-10×(-1.25I)=12.5I,所以:R=12.5Ω。
τ=L/R=0.1/12.5=0.008(s)=8(ms)。
(c)从电容两端断开处外加电压U,设流入的电流为I,则I=i。2Ω电阻电流为I,3Ω电阻电流为:I-2i1=I-2I=-I。
KVL:U=2I+3×(-I)+2I=I,R=U/I=1(Ω)。τ=RC=1×0.1/1000000=0.1/1000000(s)=1(μs)。
(d)两个电压源短路后,得到电路图如下左图:
左图等效改画为右图。
电路中的总电容为:C=2F+1F=3F,等效电阻为:R=1∥1=0.5(Ω)。
τ=RC=0.5×3=1.5(s)。
一阶电路和二阶电路的时域分析
二、二阶电路的时域分析。二阶RC电路是由两个电容或两个电阻连接而成,它的响应特性的特点是,当电路中的电容和电阻不同时,响应的形态也不相同。时域分析主要包括研究电压、电荷和电流随时间的变化规律。电容电压随时间的变化规律:在二阶RC电路中,电容电压与时间的关系可以用下式表示:Vt = A1e^(...
一阶电路的时域分析
一阶电路是指由一个或多个电容、电感和电阻组成的线性电路,它们具有一阶微分方程,因此也称为一阶动态电路。一阶电路的特点是电路中的电容和电感会产生阻抗,同时电路中的电流和电压会随时间变化,因此一阶电路的时域分析是非常重要的。一阶电路的应用广泛,包括滤波器、振荡器、电流控制电路等。三、时...
如何分析一阶电路的电压和电流?
这种电路的解法的确有很多种:支路电流法、节点电压法、网孔电流法等等 归根到底还是在 KCL、KVL 定律中;如下图示应为采用支路电流法;即: i1 = i2 + i3;同时:Uab = i1*R1 = U1 + i2*R2 = U2 + i3*R3 解方程即可;
基础电路如何区分一阶电路和二阶电路
结论:区分一阶电路和二阶电路的关键在于电路中储能元件的数量和微分方程的阶数。一阶电路包含单一的储能元件,如电容或电感,对应的微分方程为一阶;而二阶电路则含有两个储能元件,如电容和电感的组合,对应的微分方程为二阶。接下来,我们将详细解释这两种电路的特点和解题方法。一阶电路的特点:一阶...
基础电路如何区分一阶电路和二阶电路
一阶电路里有一个电容或一个电感。二阶电路里有一个电容和一个电感。简单的讲,一阶电路里有一个储能元件,可以是电容也可以是电感。二阶电路里有两个储能元件,可以都是电容也可以都是电感,也可以是一个电容、一个电感。一阶电路需要解一阶微分方程、二阶电路需要解二阶微分方程。
求解电子电路的一阶电路分析作业
当开关闭合的瞬间,即 t=0+ 时,因为电感 L 阻碍电流的变化,电感中的电流 i0+ = 0A。所以 u0+ = 800\/41 V;L * di\/dt + i * 200\/41Ω = 800\/41 V 先解这个特征方程的解:L * di\/dt = - i * 200\/41 di\/i = - (200\/41)\/L * dt = - (25\/41) * dt 方程两边同时...
二阶电路分析?
看图,i=(0.6+1.5t)e^-2.5t A。设电容电压为u,分别列出t0时,u和i的关系式以及KVL方程,联立得出变量为u的二阶微分方程,求出通解,代入初始条件,最后对u求导,i=0.08u'。
一阶RC电路如何分析?
观察RC一阶电路时要求加载一个恒稳电流,而且要一个周期内可以相互抵消的激励输入才可以。而方波信号正好满足这两个条件,而且方波信号是多种不同频率的正弦波的叠加,比较有代表性,比较好处理。对于一阶电路的定义:在一个电路简化之后(如电阻的串联或者并联,电容的串联或者并联,电感的串联或者并联化...
求解电子电路的一阶电路分析问题
t)+fp(t)(2)常数由初始条件决定.其中fh(t)、fp(t)分别为暂态分量和稳态分量。在一个电路简化后(如电阻的串并联,电容的串并联,电感的串并联化为一个元件),含有一个动态元件的线性电路,其方程为一阶线性常微分方程,称为一阶电路。在这样的电路中的Laplace等效方程中是一个一阶的方程。
大学电路 一阶电路分析?
此时,2Ω电阻电流为:i-0.5i=0.5i=0.5iL,方向向右。根据KVL:2×0.5iL=10,iL=10(A,,即iL(∞)=10A。求电感两端的等效电阻,等效电路如下:KCL:U\/2+U\/3+0.5i=i,所以:5U=3i,R=U\/i=3\/5=0.6(Ω)。时间常数:τ=L\/R=0.3\/0.6=0.5(s)。因此:iL(t)=iL(...
台丽糠酸: 串联电路只能有一个电流,但根据换路定律电感电流不能突变,由于L1、L2原先电流不等,无法“均衡”,肯定有一个要“发威”、另一个要“服从”,因此只能服从于电感的最初定义,用磁链守恒计算.与此对应的还有两个电容并联电路的电压,要用电荷守恒来做.
秭归县18828514424: 一阶电路分析 - ?
台丽糠酸: 串联(series connection)是连接电路元件的基本方式之一.将电路元件(如电阻、电容、电感,用电器等)逐个顺次首尾相连接.将各用电器串联起来组成的电路叫串联电路.串联电路中通过各用电器的电流都相等.将二个或二个以上元件排...
秭归县18828514424: 什么是一阶电路 - ?
台丽糠酸:[答案] 在一个电路简化后(如电阻的串并联,电容的串并联,电感的串并联化为一个元件),只含有一个电容或电感元件(电阻无所谓)的电路叫一阶电路.主要是因为这样的电路的Laplace等效方程中是一个一阶的方程.
秭归县18828514424: 电路一阶分析~ - ?
台丽糠酸: 我有更容易理解的解题步骤,我感觉解一阶电路最方便的方法是用三要素法. 以上需要注意的是 第1)步中先将电感短路求出换路前的电感电流,然后再将此电流在换路 后的电路中作为电流源画出. 第2)步中很简单,利用了电感在稳态后电压为0V的特性. 第3)步在求时间常数ㄛ的过程中,关于等效电阻的求法,由于内部含有受控源必须采取外 加激励电压U,用欧姆定律来求.
秭归县18828514424: 解释一阶电路三要素法中的三要素 - ?
台丽糠酸:[答案] 一个是换路后瞬间的初始值,以a表示 第二个是换路后的终了之,即时间趋近于无穷大时的值,以b表示 第三个是时间常数,以c表示 则动态值为 b+(a-b)e^(t/c)
秭归县18828514424: 什么是一阶电路? - ?
台丽糠酸: 在一个电路简化后(如电阻的串并联,电容的串并联,电感的串并联化为一个元件),只含有一个电容或电感元件(电阻无所谓)的电路叫一阶电路.主要是因为这样的电路的拉普拉斯等效方程中是一个一阶的方程.
秭归县18828514424: 一阶电路的全响应及三要素分析 - ?
台丽糠酸: 做题依据:换路定则,即根据换路前后,电容的电压和电感的电流不能突变,也就是Uc(0-)=Uc(0+),iL(0-)=iL(0+). 图(a),S闭合前,原电路稳定后,电容相当于开路,电感用短路线表示,为简单的串联电路,电容电压为电压源电压,所以有Uc(...
秭归县18828514424: 电路分析 一阶动态电路 - ?
台丽糠酸: 一阶电路最简单,三要素法呀.uc(0+)=6+12=18 V (叠加原理) uc(无穷大)=4 *1.2=4.8V 时间常数 T=4*0.5=2 s 所以 uc(t)=(18-4.8)e^(-t/2)+4.8 V
秭归县18828514424: 电路分析题目,一阶动态电路.求解答 - ?
台丽糠酸: 解:t=0-电路无储能,因此Uc(0-)=0. t=0+时,根据换路定理,Uc(0+)=Uc(0-)=0,电容相当于短路. 所以:i(0+)=ic(0+)=9/6=1.5(A). t=∞时,电容储能完毕,相当于开路.所以: i(∞)=i1(∞)=9/(6+3)=1(A). Uc(∞)=3i1(∞)=3*1=3(V). 将9V电...
秭归县18828514424: 基础电路如何区分一阶电路和二阶电路 - ?
台丽糠酸: 一阶电路里有一个电容或一个电感.二阶电路里有一个电容和一个电感. 简单的讲,一阶电路里有一个储能元件,可以是电容也可以是电感. 二阶电路里有两个储能元件, 可以都是电容也可以都是电感,也可以是一个电容、一个电感. 一阶电...