电工基础:RC电路的零状态响应与全响应(42)

时间:2023-06-27作者:佚名

电工基础:RC电路的零状态响应与全响应(42)【点击领取】三菱案例 | 西门子案例 | 电工手册 | 工具箱 软件

电工基础:RC电路的零状态响应与全响应(42)【点击获取】三菱PLC例程117个|西门子PLC例程777个

电工基础:RC电路的零状态响应与全响应(42)【点击下载】2020新电工仿真软件

  动态电路,对于大多数人而言,其难点在于微分方程的求解与理解,我上次就提到过,这些微分方程的过程其实我们不必要深究,但是我们要理解这个方程解的含义,例如上次所学的“RC电路的零输入响应”中的积分常数,就是电容的初始电压值。区别于RC电路的零输入响应,我们这次接着学习RC电路的零状态响应与全响应。


  零状态响应,是指电路在零初始状态下(即储能元件的初始能量为零),仅由外加电源激励所产生的电路响应。而零输入响应是指动态电路中无外施激励电源,输入信号为零,仅由动态元件(电感元件或电容元件)的初始储能所产生的响应。


图42-1


  上图42-1所示RC串联电路,开关K闭合前电路处于零初始状态,也就是电容电压为零,uC(0-)=0。在t=0时刻,开关K闭合,电路接入直流电压源US。根据回路电压列出KVL方程,可以得到,电阻电压加上电容电压等于电源电压。


  根据VCR:uR=iR、i=CduC/dt,代入KVL方程得到一阶线性非齐次方程,如图42-1所示。所谓非齐次,是指等号右边不为零,而是等于US。区别于我们上次所学的RC电路的零输入响应,即“所谓一阶,是指方程中关于uC的导数是一阶导数(duC/dt),在电路中表现为仅含一个储能元件或可等效为一个储能元件的电路;齐次在这里指的是等号右边为零。”


  一阶线性非齐次方程的求解,我们直接套用公式,由特解和对应的齐次方程的通解两个分量组成,如图42-2所示。


图42-2


  所谓方程的通解,不同的微分方程具有不同的形式,例如我们上次学习中遇到的一阶齐次微分方程,方程的通解为uC =Aept。这是因为对于一个微分方程而言,其解往往不止一个,而是有一组,可以表示这一组中所有解或者部分解的统一形式,就称为通解。而特解是这个方程的所有解当中的某一个,为已知数。



  图42-3


  我们求解图42-2中的方程,先求其特解,如图42-3所示,特解的求解相对简单,因为它是一个已知数,直接代入方程即可。常数的微分为零,求出特解即为US;而齐次方程的通解,我们在上一次也已经学习过,结合时间常数τ,可以得出特解的公式。后得出非齐次方程的通解如图42-3所示。


  现在通解公式中只有一个未知数A,我们代入电容电压t=0 时的初始值uC(0 )=uC(0-)=0,可以求出A=-US。为什么代入初始值呢?曹老师在《电工基础》中也提到,求积分常数A时,可以找t等于某一时刻时的电容电压值代入通解公式,比较容易计算的时间有t=0 时刻和t=∞时刻,那为什么不是选t=∞呢?这是因为t=∞时,Ae-t/τ趋于零,此时计算A无意义。



  图42-4


相关阅读

【信号基础】继电器接点使用

继电器线圈在电路中的使用方法分为串联使用、并联使用和单独使用,且当前状态都会在电路图上面清晰、明了的进行标出,如下图所示。 继电器接点使用情况 当继电器的接点接入电...
2026-05-23
【信号基础】继电器接点使用

机电安装工程水、电、暖优秀做法图片展示,值得收藏!

本文介绍的某工程关于机电安装工程水、电、暖的安装方法,图文对比解说,值得大家借鉴和学习! 一、安装工程综合部分优秀做法: 1、电气竖井 工序: 核对预留孔洞 → 计算机排版...
2023-06-11
机电安装工程水、电、暖优秀做法图片展示,值得收藏!

建筑电气中的配电箱图部分解读,WL1,WL2,WC各代表什么意思?

首先,我们来看一下总图 红色框框表示一个配电箱,里面装着电气元件,断路器等。 下面分部分解读: 第一部分:此部分是配电箱的进线,表示电源的由来。 第二部分:此部分是配电...
2023-06-11
建筑电气中的配电箱图部分解读,WL1,WL2,WC各代表什么意思?

热继电器和熔断器的区别?

【免费下载】 PLC软件下载_PLC软件安装教程_PLC手册下载_PLC案例下载! 【免费学习】 变频器精品课程_西门子PLC精品教程_三菱PLC精品教程! 热过载继电器和熔断器都是电气材料中最常用...
2023-06-27

电动吸奶器电路原理图 电动吸奶器电路设计方案

今天分享一个电动吸奶器的电路设计方案,如果不知道电动吸奶器是啥玩意的朋友,请自行百度脑补,电路原理图如下: 原理图 下面分别来说明,首先是充电电路. 电池充电电路 使用...
2023-08-24
电动吸奶器电路原理图 电动吸奶器电路设计方案

热销商品

广东珠江电线电缆阻燃国标定制BYJBV BVR YJV YJY RVV RVS RV KVV

广东珠江电线电缆,专注于阻燃国标定制,产品涵盖BYJBVBVRYJVYJYRVVRVSRVKVV等多种规格。我们采用先进生产技术,严格遵循国家标准,确保产品质量可靠、性能稳定。产品适...
¥ 1

可换头防静电塑胶镊子ESD-7A/242/249/259防划伤夹IC硅晶片陶瓷头

ESD-7A/242/249/259是一款专为半导体行业设计的防静电塑胶镊子,有效防止静电对敏感电子元件的损害。其独特之处在于可更换的镊子头,包括专为夹持IC硅晶片和陶瓷元件...
¥ 2

公牛官方旗舰店开关插座空调16A插座五孔10A面板暗装多孔G12白灰

公牛官方旗舰店提供一系列高质量的开关插座和空调配件。这款16A插座五孔面板采用暗装设计,适用于多种安装环境,如墙面、天花板等。它具有10A的电流容量,可以满足家庭...
¥ 5.55

86型开关超薄自粘贴式防水罩浴霸开关家用防水盒浴室插座防溅盒子

86型开关超薄自粘贴式防水罩浴霸开关,是一种专为家用浴室设计的创新产品。其采用超薄设计,无需复杂布线,自粘贴式安装方式简洁高效,有效节省空间。防水罩有效阻挡水汽...
¥ 3.9

L型套筒扳手铣口烟斗双头弯头7字穿孔机修六角汽修轮胎工具6-19mm

L型套筒扳手是一款常用于工业领域的多功能工具,具备双头设计,可高效完成铣口、烟斗等多种工件孔位加工,适用六角汽修、轮胎等场景。其套筒尺寸为6-19mm,精准适配各类...
¥ 3.5

网站栏目