电路第5章_1

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电路理论习题解答第5章

电路理论习题解答第5章

5-1 分别求图5-38所示双口网络的R 参数和G 参数。

其中各电阻阻值均为1Ω。

U -+2U -+22图5-38 题5-1图(a)(b)1Ω1Ω解:(a )1)利用端口开路法求解R 参数。

(注:用“)(34211111)(35]11//)11[(11115301221110111122Ω=⨯++⨯=⨯+⨯==Ω=⨯++====I I I I I I I U R I I I U R I I )(),(Ω==Ω==353411222112R R R R )(Ω⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=35343435R )(342112112)(3511//11111114165012211110111122S U UU U U I U I I U I G S U U U U I G U U -=+⨯--=--=-===++====)()(),(S G G S G G 353411222112==-==)(S G ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--=35343435U -+22(b)1Ω)(022)(1]11//11[11101221110111122Ω=-==Ω=++⨯====I U U I U R I I I U R I I )()()(),(Ω==Ω==1011222112R R R R )(Ω⎥⎦⎤⎢⎣⎡=1001R 2211U I U I ==)(S G ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=1001U -+2U -+22图5-39 题5-2图(a)(b)R U -+2(a)2121131123)(22RI RI I I R RI RI RI U +=++=+=1)对回路Ⅱ列写KVL 方程有:12121213211432)(2424U RI RI I I R RI U RI RI U U --+=+++-=++-= (2)将式(1)代入式(2)有:212512I RI I --=……………………………………………………………………………..…(3) 将式(3)代入式(1)有:21152U RRI U --=……………………………………………………………………………….(4) 由式(4)和式(3)得H 参数矩阵为:⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡----=R R H 51252 2)求T 参数。

电路分析第5章

电路分析第5章

《电路分析简明教程》
1、线性性质
§ 5-1
例 若f (t )= sinωt 的定义域在[0,∞),求其象函数。
解 根据欧拉公式
f (t) sin t e jt e jt
2j 根据拉氏变换的线性性质,得
《电路分析简明教程》
2、延迟性质 若
§5-1
则 例 试求延迟的阶跃函数f(t)=ε( t - t 0) 的象函数。 解 根据延迟性质和单位阶跃函数的象函数,得

s
K2 - p2

式中
《电路分析简明教程》
§5-2 复频域中的电路定律与电路模型
分析电阻电路的两类约束、定理乃至技巧都适用
于动态电路的复频域分析法(运算法)。
一、KVL、KCL的复频域形式
1、对任一节点 ΣI(s)=0
2、对任一回路 ΣU(s)=0
二、元件伏安关系(VAR)的复频域形式及电路模型
(2) 绘出电路的复频域模型。注意不要遗漏附加电 源,且要特别注意附加电源的方向。
(3) 根据电路两类约束的复频域形式,对复频域模型 列写电路方程,求出响应的象函数。这里可以采用第一、 第二章中分析电阻电路的各种方法。
(4) 用部分分式展开法和查阅拉氏变换表,将以求的 的象函数进行拉氏逆变换,求出待求的时域响应。
(s
K11 - p1)2
( K2 s - p2

对于单根,待定系数仍采用
公式计算。
而待定系数K11和K12,可以用下面方法求得。 将式两边都乘以(s-p1)2,则K11被单独分离出来,即
K11 ( [ s - p1)2F(s)] S=P1
《电路分析简明教程》
又因为
d ds
[(s

北航通信电路原理课件ch05-1

北航通信电路原理课件ch05-1
▪从三个角度分析: 振荡旳产生——能量和频谱旳角度。 振荡旳平衡——非线性旳角度。
▪分析三个条件:起振 、平衡和稳定条件。
2024/9/22
9
1. 环路旳起振条件
i(t)
S
12
Vo
C
iL
0
Vo et
L
t
(P258) R
▪LC谐振回路是LC振荡器旳主要构成部分,正弦波振荡器则是 基于二阶RLC回路旳自由振荡现象。
•反馈信号足够大,才满足振幅平衡条件;
•电路旳振荡频率近似等于回路旳谐振频率。
(3)定量分析:
•相位平衡条件:
A F 2n
•振幅平衡条件:
AF 1
2024/9/22
•电路振荡频率:
o
1 LC
8
5.2.2 振荡旳起振 、平衡和稳定条件旳分析
▪回答两个问题: •振荡是怎样产生旳? •振荡又是怎样平衡旳?
了系统旳频率稳定性。
21
5.2.3 自给偏置对振荡状态旳影响 iC gm
▪自给偏置电路和振荡波形:
Q
VCC
Rb1 Cb
Rb 2
iB
vBE
iE
iC
Re Ce
VB'
0 Vth
0
VB
vBE vBE
(P268)
2024/9/22
t
22
5.2.3 自给偏置对振荡状态旳影响(续1)
▪合理选择元件旳参数值,使起振前电路旳静态工作点Q位于 伏安特征段旳中点。
区别。
▪振荡器进入平衡状态后,假设受到外界旳扰动,那么将会破 坏其原来旳平衡状态。
•干扰消失后,振荡器若能自动恢复到原来旳平衡状态, 则称之为是稳定旳;

第5章-1 逆变电路

第5章-1  逆变电路
a) u b) u
UN'
O
VN'
U d 2
t
O
t
u
c) u d) u e) u f)
WN'
O
UV
t U
d
负载相电压 u UN u UN' u NN' u VN u VN' u NN' u WN u WN' u NN '
u UV u UN' u VN' u VW u VN' u WN' u WU u WN' u UN'
O
U d 6
t
NN' UN
O O
2 U 3
d
t
U d 3
t
iU g) i h) O
d
t
O
图5-10电压型三相桥式逆 变电路的工作波形
t
5-17
5.2.2 三相电压型逆变电路
负载中点和电源中点间电压
u NN' 1 1 (u UN' u VN' u WN' ) (u UN u VN u WN ) 3 3
5-7
5.2 电压型逆变电路
1)逆变电路的分类 —— 根据直流侧电源性质的不同
直流侧是电压源
电压型逆变电路——又称为电压源
型逆变电路 Voltage Source Type Inverter-VSTI
直流侧是电流源
电流型逆变电路——又称为电流源
型逆变电路 Current Source Type Inverter-VSTI
5-6
5.1.2 换流方式分类

《电工电子技术基础》第5章 一阶电路暂态分析

《电工电子技术基础》第5章 一阶电路暂态分析
第5章 一阶电路暂态分析
教学目标
1. 掌握换路定则及暂态过程初始值的确定方法。 2. 理解一阶电路的零输入响应、零状态响应和 全响应分析方法。 3. 明确一阶电路的暂态响应与时间常数关系。
4. 熟练掌握RC一阶电路的响应。 5. 熟练掌握RL一阶电路的响应。
6. 熟练掌握三要素法求解一阶电路的方法。
时间常数 等于电压 uC 衰减到初始值U的36.8% 所需的时间。
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第5章 一阶电路暂态分析——RC电路的响应
时间常数 的物理意义
t
Байду номын сангаас
t
uC Ue RC Ue
uC
U0
0.368U
O
1 2 3
1 2 3 t
越大,曲线变化越慢, uC达到稳态所需要的时间越长。
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由初始值确定积分常数A
根据换路定律
uC (0 ) uC (0 ) 0V uC (0) U Ae0
则 A U
uC (t)
t
U (1 e )
(t ≥ 0)
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第5章 一阶电路暂态分析——RC电路的响应
3)电容电压uC的变化规律
t
t
uC (t) U (1 e ) uC ()(1 e )
uC
U
(1
e
t RC
)
uR
U
e
t RC
4.时间常数的物理意义
U
uC
U
R
uR i
t
0
当t= 时,uC ( ) U (1 e1) 63.2%U
表示电容电压uC从初始值上升到稳态值的63.2%时所需时间

第五章电路的过渡过程(1-5)

第五章电路的过渡过程(1-5)
第五章
电路的过渡过程
1
概 述
K
+ _
稳态” 暂态”的概念: 稳态 ♣ “稳态”与 “暂态”的概念 R R
+
E
uC
C
E _ 电路处于新稳态 电路处于新稳态
uC
电路处于旧稳态 电路处于旧稳态 过渡(暂态) 过渡(暂态)过程 : 旧稳态 新稳态
uC
E
暂态
稳态
t
2

产生过渡过程的电路及原因? 产生过渡过程的电路及原因
20
例4:
iK iR K 10mA 提示:先画出 t=0- 时的等效电路 提示: R1 iC iL R2 UC R3 UL
uC (0 − )、iL (0 − ) → uC (0 + )、iL (0 + )
时的等效电路( 画出 t =0+时的等效电路(注意 时的等效电路 的作用) uC (0+ )、L (0+ ) 的作用) i 时的各电压值。 时的各电压值。 求t=0+
1 P=− RC
1 − RC
♥ 求A:
uC = Ae
得:
换路前的等效电路 R R1 R2
+ _E
uC
i1 uC
E iL (0 + ) = i1 (0 − ) = = 1.5 mA R + R1
u C ( 0 − ) = i1 ( 0 − ) × R1 = 3 V
17
t=0 + 时的等效电路
+ _ E
i i2 i1 R 2k
1
i1 (0 + ) = iL (0 + ) = iL (0 − ) = 1.5 mA
24

第五章 电路基本定理

第五章 电路基本定理

us1
us2
us3
i12 R1 R2 ia2 + ib2 – R3 i13 R1 ia3 R2 R3 ib3 + –
us1
us2
us3
证明
i1 = i11 + i12 + i13
i11 R1 i + a1 – R2 ib1 R3
i12 R1 ia2 R2 + ib2 – R3
i13 R1 ia3 R2 R3 ib3 + –
例如图(a)所示电路,已知电路N的电压-电流关系为
u=i+5.8V,试用置换定理求解电路中支路电流i1、i2。
i1 i
i u
i2
u
(b) (a) 解: 先求出图(a)所示电路N左侧一端口电路的电压-电流 关系,如图(b)所示,端口的节点方程为
1 1 1 ( + )u = × 4 − i 4 6 4
1Ω u(1) + (1) 2i - - +

i (2)

5A 1Ω + (2) 2i -
上页
+ u(2) -
下页
例3
封装好的线性电阻电路如 图,已知下列实验数据: 当 uS = 1V , i S = 1 A 时,

uS

响应 i = 2 A 当 uS = −1V , i S = 2 A 时, 响应 i = 1 A
iS
NO
i
研究 激励 和响 应关 系的 实验 方法
求 uS =- V , i S = 5 A 时, 3 响应 i = ?

根据叠加定理,有: 代入实验数据,得:
k1 + k 2 = 2 2 k1 − k 2 = 1

南京邮电大学电路分析基础_第5章1

南京邮电大学电路分析基础_第5章1

4 .电容是储能元件
电压电流参考方向关联时,电容吸收功率 p(t) u(t)i(t) u(t)C du dt
p 可正可负。当 p > 0 时,电容吸收 功率(吞),储存电场能量增加;当p
< 0时,电容发出功率(吐),电容放 出存储的能量。
任意时刻t得到的总能量为
t
t
wC (t)
p( )d
i +
uS/mV + 10
uS -
Lu -
0
-10
(a)
1 2 3t (b)
解: 当0<t1s时,u(t)=10mV,
i(t) 1
t
u( )d
L
i(0) 2102
t
10
2
d
0
2t
A
2t
A
0
当 t 1s 时 i(1) 2A
当1s<t2s时,u(t)=-10mV
i(t)

i(1)
2. 电感是惯性元件
di
u 有限时,电流变化率 dt 必然有限; 电流只能连续变化而不能跳变。
3.电感是记忆元件
i(t) 1
t
u( )d
L
电感电流i有“记忆”电压全部历史
的作用。取决于电压(, t )的值。
i(t) 1
t
u( )d
L
1
t0 u()d 1
t
u( )d
L
L t0
上式也可以理解为什么电容电压不 能轻易跃变,因为电压的跃变要伴随 储能的跃变,在电流有界的情况下, 是不可能造成电场能发生跃变和电容 电压发生跃变的。
例1 C =4F,其上电压如图(b),试求
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§5.1 动态元件(电感元件)
电感元件
定义:一个二端元件,若在任一 时间t,它的磁通和通过它的 电流i间的关系由 -i平面或i - 平面上的一条曲线所确定,则 称该二端元件为电感元件,该 曲线称韦安特性曲线。
i
u


O
i
电感元件能储存磁场能 ,说明它是储能元件。
§5.1 动态元件(电感元件)
说明线性非时变电感元件是记忆元件。 i(0)是电感电流的初始值, 只有在L和初始电流 i(0)都给定时,一个线性定常电感元件才算完 全确定,且只有当 i(0) = 0 时,i才是u的线性函数。
§5.1 动态元件(电感元件)
初始电流可表示成无初始电流的电感与电流源的并联
i
i
iL
u
L
iL
L
u
iS I 0 (t t0 )
3 7 1 t 2t 1 2t, u (2) 2 2 2
响应波形
u/V
3/ 2
1/ 2
u/V
1/2
O
1
2
t /s
O
1
2
t /s
1/ 2
-1/2
§5.1 动态元件(电容元件)
电容元件储存的能量
一个电容元件
i
dq u f (q ) dt
iS
2
输入波形分段表示:
1 2
iS
u
i C 2F
O
2
t
0 t 1i 2 (t )
1 t 2i 2 (t 1)
( a)
(b)
ti 0
1 t 电容电压响应公式为: u u (0) i( )d C 0
电感元件中的电压和电流之间的关系
d d( Li ) di 1 di u L dt dt dt dt
说明线性非时变电感元件是动态元件。电感元件上的电压是磁 通和电流的线性函数。 电感元件的电流 i 可用电压 u 表示
t 1 t 1 t i u ( )d i (0) u ( )d i(0) u ( )d 0 L L 0
wM (t0 , t ) 2 L 2 Li
§5.1 动态元件(电感元件)

所示电路中,回转器的输出 端口接有一个电容元件C,试 求回转器输入端口的电压-电 流关系。
i1

i2
u1
u2
C
解 回转器的输入输出关系
u1 0 u 2
i1 0 i2
§5.1 动态元件(电容元件)
分段计算的结果为:
1 2 1 t 1 1 1 0 t 1u u (0) i( )d 2r (t ) t C 0 2 2 2 1 t 1u (1) 2 1 t 1 t 1 t 2u u (1) i ( )d u (1) [2 ( 1)]d( 1) C C 1 t 1 1 3 t 1 u (1) 2 ( )]d( ) r ( ) 0 t C 2 2 1 t 2u (2) u/V 2 1/2 1 响应波形 t u 2 t 0u
§5.1 动态元件(电容元件)
从线性电容的特性曲线可知,电容是一种单调元件,既 是荷控的,又是压控的。 电容和电压源串联与电容和电流源并联的等效
串联等效成并联
i
C
1 t i ( )d uS 0 C du du C iC S dt dt du du i C C S iC iS dt dt u uC uS
§5.1 动态元件(电感元件)
电感元件储存的能量
根据对偶原理,从上一小节得出结论: 电感元件特性方程为i=f()时,则从 t0 到 t时间内,电感元件储存的能量
i
i (t )
wM (t0 , t )
(t )
0
f ( )d
O
(t )

线性非时变电感元件特性方程为 =Li,则从时间 t0到 t 所 储存的能量 1 2 1 2
§5.1 动态元件(电容元件)
u 1 t 1 0 1 t 1 t i d t i d t i d t u (0) idt 0 0 C C C C
上式还指出,只有当电容值C和电压u(0)均给定时,一个线 性非时变电容元件才算完全确定。 u(0)是研究问题一开始电容元件就有的电压值,它对t=0以后 的电容元件电压有影响,称u(0) 是电容元件电压的初始值(起 始值),具有初始电压的电容可以等效成无初始电压的电容与 电压源的串联 (认为电压源是在 t=0 时作用到电路上的)。
电容元件的分类
线性非时变电容元件 定义:库伏特性曲线是与时间 变化无关的过原点的直线。
解析式 按时间:非时变与时变
按q-u关系:线性与非线性
q
斜率C
q(t ) Cu (t ) u (t ) Sq(t )
O
u
其中C是电容(特性曲线的斜率,常数)。S=1/C(称 倒电容)。
§5.1 动态元件(电容元件)
回转器的输出端口接上电容元件C,有i2=-Cdu2/dt,代入 上式有 du2 di1 di1 2 u1 i2 (C ) C L dt dt dt 从回转器输入端口看进去,图示电路就是一个电感为L=α2C 的电感元件。
电路基础
第二篇 动态电路
上海交通大学本科学位课程
第五章 动态电路的时域分析
基本要求:
掌握电容、电感和互感的定义及其电压-电流关系 了解线性非时变电容电压、电感电流的连续性 动态电路及其分析中的各种基本概念
一阶电路初始条件的求取
一阶电路微分方程的建立与求解 非时变特性和线性函数的概念在一阶电路中的应用 阶跃响应、冲激响应的求法 具有正弦输入的一阶电路的零状态响应 用卷积积分法求任意输入的零状态响应
§5.1 动态元件(电容元件)
电容元件
定义:一个二端元件,它任一时刻 t的端电压u和元件上的电荷 q能用 u-q 平面(或 q-u 平面)上的曲线 表示,称该二端元件为电容元件, 该曲线称库伏特性曲线。
u
i q
q
O
u
电容元件能储存电荷,说明它能储存电能,称储能 元件。
§5.1 动态元件(电容元件)
iL (t0 ) I 0
iL (t0 ) 0
t t
i(t ) lim
t 0 t
u( )
u (t ) M
d 0
只要电压是有界函数,电流就是连续的,即电感电流不发生跳 变。 对偶法:电压u→电流i,电流i→电压u,电荷q →磁通 ,电容 C→电感L,就能由电容元件的有关公式直接得到电感元件的有 关公式,反之亦然。
uC
u
C
uC
u
C
uS U 0 (t -t0 )
uC (t0 ) U 0
uC (t0 ) 0
§5.1 动态元件(电容元件)
关于电容电压增量△u
在t 时刻
在t+△t 时刻
1 t u (t ) u (0) i ( )d C 0 1 t t u (t t ) u (0) i ( )d C 0
u
在时间 t 所储存的能量应为
dq wE (t0 , t ) u ( )i( )d u ( ) d t0 t0 d
t t
u (t )

q (t )
q ( t0 )
f (q)dq
q (t )
0
f (q)dq
O
q (t )
q
式中的积分下限q(t0)=0,因为设wE(t0)=0
电容元件中的电流和电压之间的关系
dq dCu du i C dt dt dt
iC du 1 du d t S dt
电流-电压关系通过微分方程建立,即电流取决于电容元件两端电 压的变化快慢,因此,称之为动态元件。 电流是电荷或电压的线性函数,且某时刻的电流由该时刻电压的 变化率决定,与该时刻的电压或电压的历史无关。
第五章 动态电路的时域分析
由电源和电阻构成的电阻性电路,是用代数方程来描 述的,求解过程不涉及微分方程。
具有储能元件的电路为动态电路。动态电路用微分方程 来描述 。 含储能元件的电路在发生换路后,会从换路前的稳定状 态转换到换路后的稳定状态。这个过程称为过渡过程。 过渡过程的时间是极为短暂的,也常称这一过程为瞬态 过程。由于这短暂的过程对控制系统、计算机系统、通 讯系统后关系重大,所以将是我们分析、讨论的重点。
电感元件的分类
线性非时变电感元件 定义:韦安特性曲线是与时间变化 无关的过原点的直线。
解析式

斜率L
按时间:非时变与时变
按-i 关系:线性与非线性
(t ) Li(t ) i (t ) (t )
O
i
其中L是电容(特性曲线的斜率,常数)。Γ=1/L(称倒 电感)。
§5.1 动态元件(电感元件)
1 t t u u (t t ) u (t ) i ( )d C t 当|i|≤M(M为有限常数),△t→0时△u→0,这说明只要电流 是有界函数,电压就是连续函数,即电容电压值不会发出跳 变。
t 0
US
C uC (0 ) 0
R
uC
∵u(t)连续 ∴u(0+)=u(0-)=0
u 1 t 1 0 1 t 1 t i d t i d t i d t u (0) idt C C C 0 C 0
由上可知,只有当u(0)=0时,电容电压才是电流的线性函数。另外, 某时刻t 的电压值并不取决于同时刻的电流值,而取决于从-∞到t的 所有时刻的电流值,即与电流的全部历史有关,电容有记忆电流的 作用,称为记忆元件。
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