电路初始值和稳态值的计算 时间:2023-03-10来源:佚名 初始时刻等效电路 求解动态电路的响应时,需要知道响应的初始值y(0)。设电路在t=0时刻换路,称换路前的瞬间为t=0-,换路后的瞬间为t=0 。我们要求的是y(0 )。一般变量y(0 )取决于电路在t=0 时刻电路的状态 (uc(0 )和iL(0 ))和外加激励在t=0 时刻的取值。在有限功率的情况下,状态量不能突变,即uc(0 )=uc(0-)iL(0 )=iL(0-)具有初始电压uc(0 )的电容在t=0 时刻相当于一个电压源,具有初始电流iL(0 )的电感在t=0 时刻相当于一个电流源。把它们分别用电压源和电流源代替,可以得到t=0 初始时刻等效电路(如下图),用来计算任意变量的初始值。例1 右图所示电路在t=0时换路,电容上原来有电压uc(0-)=4V,求电容电压和电流在t=0 时初始值。解 在t=0 时,开关闭合,由电容的换路特性,uc(0 )=uc(0-)=4V,将电容用4V电压源代替做出t=0 时刻等效电路如图,由此计算出i(0 )=(12-4)/1=8A 直流稳态等效电路 对于稳定电路,在经过足够长的时间后,即理论上t→∞时,电路暂态响应消失,只剩下与外加激励有关的分量。在直流激励下,电路中各部分电压和电流不再变化,为一个常量(稳态值),此时即,电容相当于开路,电感相当于短路。以此为依据,可做出直流激励下t=∞等效电路(直流稳态等效电路), 用来计算变量的直流稳态值y(∞)。直流稳态值y(∞)的计算在求变量的初始值,用三要素法分析一阶电路时都要用到。在例1所示电路中,若求t=∞时变量的稳态值,做出t=∞等效电路,求出uc(∞)=12V, i(∞)=0。 初始值和稳态值计算实例 例1 求u(0 )=? 解:假定开关打开前电路已经处于稳态,计算电容电压 t=0 ,2Ω支路开路,C代之以4V的电压源,得到t=0 等效电路图(b) 例1 求iL(∞)=? 解:t→∞, 将3H电感代之以短路,得到图(b)稳态等效电路