动态电路的初始条件
在动态电路中,电感电流和电容电压别离与电感和电容的储能直接有关,它们一同反映电路的能量状况,通常所说电路的状况,便是经过,来表达的。
动态电路的动力学进程,任一时刻都应毫无破例地遵照基尔霍夫规矩和元件上的电压电流联络,即电路方程;此刻,这些方程将是微分方程。假定元件都是线性的,并且其参数R,L,C又都是常量,则电路方程将是线性常系数微分方程。本章研讨动态电路的过渡进程是以时刻为自变量,在时刻域内进行的,故称为时域剖析。
为了求解微分方程,咱们首要要注重电路状况参变量电流与电压的初始值。电路条件的俄然改动,比方开关动作、参数及电源的改动等都将使电路的状况呈现新的改动,称之为电路发作换路。工程上常把呈现这种新进程的顷刻间称为初始时刻,此刻电路的状况,便是初始状况。从电路的微分方程来看,便是初始条件。
依据第二章的议论,在换路顷刻间,当电路中电容的电流为有限值和电感两头的电压为有限值时,电容上的电压和电感中的电流坚持接连,即不发作骤变,这一规矩称为换路定则。
换路定则通常可表达为
(5.<xml:namespace prefix = st1 />
(5.1.1b)
因为磁通和电荷量,故上述条件也可改写为
(5.
(5.1.2b)
由此可见:电路中有几个独立的动态元件(即L、C),便可运用(5.1.1)式或(5.1.2)式挑选几个初始值,并且经过它们来断定电路微分方程通解中的积分常数。
(a) 稳态时的L和C (b) 换路前有储能的L和C (c) 换路前无储能的L和C
图5.1.1 电容与电感在稳态和换路后的等效模型
动态电路中电流与电压初始值的求法和进程如下。
1. 求出时,电感电流与电容电压的值
画出换路前终了时刻的电路。关于直流电路,当电路已处稳态(,)时,依据图5.1.1(a),则电容可用开路代替,电感用短路代替;独立源、电阻、受控源坚持不变,得到时刻的等效电路——分外的电阻电路。由此电路求出和。关于正弦沟通电路,则是用相量法求出换路前正弦稳态电路的电容电压相量和电感电流相量,然后把电容电压相量和电感电压相量康复成时刻函数和,代入,求出和。
2. 求时,电感电流与电容电压的值
由(5.1.1)的换路定则,求出电感电流与电容电压在的值,即
,
3. 初始值的断定
(1)画出换路后初始时刻的电路,电容用电压为的电压源代替;电感用电流的电流源代替;受控源和电阻不变;独立电压源和电流源的电压和电流取其在时的值,电源性质不变。由此得到时刻的等效电路——分外的电阻电路。
(2)在等效电路中,运用KCL,KVL和欧姆规矩等电阻电路的求解办法,即可求出等物理量的初始值。
上一篇:f/V改换电路
下一篇:Y参数等效电路