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当前位置:电子发烧友网 > 图书频道 > 电子 > 《电路分析 》 > 第5章 动态电路时域分析

第2节 动态电路及初始状态

第 2 节 动态电路及初始状态 一、动态电路
 
动态电路( dynamic circuits ) 动态元件具有动态性、记忆性和储能性等特点,含有动态元件的电路叫动态电路。 含有一个独立动态元件的电路称为一阶动态元件,电路方程是一阶微分方程;含有两个独立动态元件的电路称为二阶动态元件,电路方程是二阶微分方程。 图 5.2-1 所示电路中, LP1 、 LP2 和 LP3 是三个白炽灯,它们分别与电阻 R 、电容 C 和电感 L 相串联,并通过开关 S 接到直流电压源 Us 上,开关 S 闭合之前,三个灯泡都不亮。   t=0 时开关 K 闭合,观察现象 1 、与电阻 R 串联的灯泡 LP1 立即发光,且亮度始终保持不变; 2 、与电感 L 串联的灯泡 LP2 开始并不发光,过一会才慢慢变亮,直至亮度达到最亮,且一直保持不变; 3 、与电容 C 串联的灯泡 LP3 立即发光,但稍后开始慢慢变暗,直至最后熄灭。 二、初始状态 1 、换路定则
 
换 路( switching ) 动态电路中,把某一时刻电源或无源元件的接入、断开、某些支路的短路或开路及某些元件参数的改变称为电路换路,而且认为换路是在即刻完成的。 电路换路,使得电路改变原来的稳定状态,进入暂态( transient state )过程或过渡过程。当暂态过程结束后,电路又会达到新的稳定状态,简称稳态( steady state )。 换路定则 电容电压在换路瞬间不能跃变 电感电流在换路瞬间不能跃变 是换路前的一瞬间, 是换路后的一瞬间。 注 意 电路中其它响应,如电容电流 、电感电压 、电阻电压 、电阻电流 等,都不受换路定则的约束,都有可能发生跃变。 2 、初始值的计算
 
初始值的计算步骤 1 、画出 t=0 -时刻的等效电路,此时电路处于稳态。对于直流激励,将电容视为开路,将电感视为短路,求出 2 、由换路定则求 t=0 +时刻的电路初始状态, 3 、根据替代定理,用电压为 的电压源和电流为 的电流源替代电路中的电容和电感,作出 t=0 +时刻的等效电路,再按直流电阻电路的计算方法求出其它响应的初始值。 例 5.2-1 图 5.2-2 ( a )所示电路中,已知 时开关 S 处于断开状态,且电路已处于稳态。 t=0 时刻开关 S 闭合,求 t=0 +时刻的   解: 1. 时电路已处于稳态,由于 12V 直流电压源激励,根据电容、电感的性质,可将电容视为开路,将电感视为短路,且开关 S 断开,作出 t=0 -时刻的等效电路,如图 5.2-2 ( b )所示。由图 5.2-2 ( b )可知,   2 .由换路定则得, 3 . t=0 +时刻,由替代定理,用 4V 电压源替代电容 C ,用 1A 的电流源替代电感 L ,且此时开关 S 闭合,得 t=0 +时刻的等效电路,如图 5.2-2 ( c )所示。   由图 5.2-2 ( c )得 所以,各初始值为