【動態電路】中無外施激勵電源,僅有動態元件初始儲能所產生的響應,稱為動態電路的零輸入響應,這個有點拗口,需要記住,這期介紹RL電路零輸入響應,需要點一階線性微分方程的基礎。
關鍵詞:RL電路;零輸入響應;
1電路結構
如圖1-1所示,是RL電路的結構:
圖1-1 RL電路
圖1-1中,開關S閉合前,電路如圖1-2所示:
圖1-2 RL電路開關前狀態
由圖1-2可知電路在開關S動作之前電壓和電流已恒定不變,電感中電流i0為:
在t=0時刻開關S由1合到2,形成電路如圖1-1所示,其中電感L具有初始電流I0,電感L與電阻相連接構成一個閉合回路。
2分析思路
當開關S閉合,根據KVL可求得回路電壓公式為:
其中電阻電壓和電感電壓為:
電感電流的初始條件為:
將式(1.3)和式(1.4)代入式(1.2)可求得電路的微分方程:
式(1.6)表示一個一階齊次微分方程,令方程的通解為:
將式(1.7)代入式(1.6)可得:
式(1.8)的特征方程為:
根據式(1.9)求得特征根為:
所以齊次微分方程的通解為:
將初始條件(1.5)代入式(1.11)可求得系數A為:
那么電感上電流為:
電阻上電壓為:
電感上電壓為:
RL電路的時間常數為:
RL電路電流、電壓和電阻電壓隨時間變化如圖1-3所示:
圖1-3 RL電路電壓隨時間衰減圖
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