一阶电路零输入
一阶电路的零输入响应1.RC电路的零输入响应只含有一种动态元件的电路,称为一阶动态电路。R+1SiC(0+)uC(0+)-t=0+-U0C2电路在换路前已达稳态。t=0时开关由位置1迅速投向位置2,之后由(0+)经R引起的电路响应称为RC电路的零输入响应。
根据RC零输入响应电路可列出电路方程为:R+1SiC(0+)uC(0+)-t=0+-U0C2-+UR
这是一阶的常系数齐次微分方程,对其求解可得:式中的τ=RC称为一阶电路的时间常数。让U0不变,取几组不同数值的R和C,观察电路响应的变化可发现:RC值越小,放电过程越快;RC值越大,放电过程越慢。说明RC放电的快慢取决于时间常数τ—R和C的乘积工程上一般认为3~5τ暂态过程基本结束。
RC过渡过程中响应的规律可以用曲线来描述:tiCuCiCuCU0iC(0+)0τ0.368U0RC过渡过程响应的波形图告诉我们:它们都是按指数规律变化,其中电压在横轴上方,电流在横轴下方,说明二者方向上非关联,电容放电电流为:
2.RL电路的零输入响应电路在换路前已达稳态。t=0时开关闭合,之后电流源不起作用,暂态过程在R和L构成的回路中进行,仅由iL(0+)=I0在电路中引起的响应称为RL电路的零输入响应。R+SISuL-t=0+-uRLI0根据RL零输入响应电路可列写出电路方程为:若以iL为待求响应,可得上式的解为:
式中称为RL一阶电路的时间常数,其大小?同样反映了RL一阶电路暂态过程进行的快慢程度。电感元件两端的电压:电路中响应的波形图如图所示:tiLuLuLiL-I0RI00τ0.368I00.632I0R显然RL一阶电路的零输入响应规律也是指数规律。
1.一阶电路的零输入响应都是随时间按指数规律衰减到零的,这实际上反映了在没有电源作用下,储能元件的原始能量逐渐被电阻消耗掉的物理过程;一阶电路的零输入响应分析归纳2.零输入响应取决于电路的原始能量和电路的特性,对于一阶电路来说,电路的特性是通过时间常数τ来体现的;3.原始能量增大A倍,则零输入响应将相应增大A倍,这种原始能量与零输入响应的线性关系称为零输入线性。