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阶电路在正弦电源作用下的零状态响应

接线图 2023年07月21日 22:50 162 admin

阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第1张

  阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第2张为正弦电压源:阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第3张
  开关接通后电路的微分方程和初始值分别为

阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第4张

阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第5张

  非齐次微分方程的通解阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第6张由两个分量组成——此方程的任一特解阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第7张和与此方程对应的齐次方程的通解阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第8张,即

阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第9张

  (1) 求特解阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第10张
  凡是满足微分方程的解均可作为特解。显然,在阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第11张作用下的正弦稳态解也满足方程,可作为特解。求正弦稳态解宜用相量分析法,微分方程对应的相量方程

阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第12张

  故电流阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第13张的振幅相量为

阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第14张

  式中,阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第15张是图示RL串联电路的阻抗。特解时域表达式为

阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第16张

  (2) 求对应的齐次微分方程的通解阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第17张
  齐次微分方程为

阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第18张

  其通解为        阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第19张
  (3) 非齐次微分方程的通解

阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第20张

阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第21张

  将阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第22张阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第23张代入,得阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第24张
  (4) 确定积分常数
  根据初始条件,阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第25张

阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第26张

  得            阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第27张

  阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第28张时的电流波形
  将阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第29张代入,得到非齐次微分方程的通解

阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第30张  阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第31张

  右图中画出了阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第32张阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第33张阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第34张阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第35张的波形。阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第36张时的电流波形

  例2.图(a)所示电路,开关原是接通的,阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第37张时断开,已知阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第38张。求电压阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第39张

阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第40张阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第41张
(a)            (b)

   解:阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第42张时电路为零状态,由换路定律得:阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第43张
  阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第44张时为简化计算,先将ab左边电路化为戴维南电路形式。
  当ab端开路时,由 阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第45张,得阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第46张 
  所以开路电压 阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第47张
  当ab端短路时,阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第48张
  故等效电阻  阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第49张
  阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第50张时等效电路如图(b)所示。电路时间常数为阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第51张
  用相量法计算强制分量阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第52张

阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第53张

  阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第54张 因此 阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第55张
  代入通解公式得:

阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第56张V

  例3.图示电路原处于稳态,阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第57张时开关打开。要求在阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第58张时满足阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第59张,求电路参数应满足的关系。

阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第60张

  解:阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第61张阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第62张
  分析得知:电容一阶电路属于零状态响应;
  电感一阶电路属于零输入响应;
  根据KVL,列写方程如下:

阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第63张  (1)
阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第64张  (2)

  由式(1)解得     阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第65张   (3)

阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第66张  (4)

  由式(2)又解得      阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第67张    (5)

              由式(4)和式(5)相等解得  阶电路在正弦电源作用下的零状态响应  第68张
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