PPT精品文档---实验三 电路的一阶瞬态响应

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一阶电路的瞬态分析

一阶电路的瞬态分析

(1)计算 t = 0+ 电路时,电容电压不变,因此
电容等效于一直流电压源,数值为 UC (0- ) 。
UC (0- )
UC (0- )
电路分析
(2)计算 t = 0+ 电路时,电感电流不变,因此
电感等效于一直流电流源,数值为 iL (0- ) 。
iL (0- )
iL (0- )
由原电路画出t=0­时的等效电 路,得:
iL (0- ) =
US R1 + R3
= 1A,
uC (0- ) = iL (0- ) × R3 = 4V
当t=0 瞬间,闭合,由换路定则可知:
iL (0+ ) = iL (0- ) = 1 A, uC (0+ ) = uC (0- ) = 4V
t=0+时刻的等效电路如图b)所示,它是一个典型的直流电 阻电路,其中 uL (0+ ) = uC (0+ ) - R3iL (0+ ) = 0V
iC
(0+
)
=
-iL
(0-
)
=
-
US R1 + R2
,
UR2 (0+ )
= il (0- )R2
=US
R2 R1 + R2
U L (0+ ) = -U R2 + UC (0- ) = 0
电路分析
R1
R2
K
Us
C uc
iL L
等效电路如图
R1
uR2 R2
iC
uc(0 )
Us
uL iL(0 )
电路分析
+ uC
=
U

第五章 一阶电路的瞬态分析-117页PPT资料

第五章  一阶电路的瞬态分析-117页PPT资料

电感电压电流 iL(0),UL(0) , 电阻电压U R 2 (0 ) 。
解:开关闭合时的电容电压 U C ( 0 _ )
K
Us
R1
R2
C uc
iL L
与电感电流 i L ( 0 ) 为
U C(0)U SR 1R 2R 2, iL(0)R 1 U SR 2
由换路定则, U C ( 0 ) U C ( 0 ) ,iL ( 0 ) iL ( 0 )
i1
uC1 R1
5et
A
t 0
R=R2//R3=1.2Ω 2=RC2=2.4s uC 2(0+)=uC 2(0-)=3V
i2uR C21.5e2t.4 A t0
i2 R2 R3
+
C2
uC2

R1 i1
C1 +
u C1

Is
i2 R2 i
K R3
+
C2 uC2

i IS i1 i2 1 5 e t 1 .5 e 2 t.4At 0
第五章 一阶电路的瞬态分析
第一节 概述
电路结构,参数或电源的改变,称为换路。 电路从一种稳定状态转为另一种稳定状态,称为 过渡过程。
(1)对于纯电阻电路,电路中电压和电流的变
化是“立即”完成的。
K
R2
K闭合
I1

Us R1
,K打开 I 1 0
Us R1
R3
I1
(2)对于存在电容和电感的电路,电容元件的 电压(电荷)和电感元件的电流(磁链)变化一 般需要时间。(过渡过程时间)。
由初始条件UC(0)U0 得 k U 0 电容电压响应(变化规律): UC(t)U0et

电工电子技术课程课件一阶电路瞬态响应

电工电子技术课程课件一阶电路瞬态响应
学习一阶电路瞬态响应 的基本分析方法。
阶电路瞬态响应的数学模型
一阶电路的微分方程
通过微分方程描述一阶电路 的瞬态响应。
一阶电路的传递函数
了解一阶电路传递函数的定 义和应用。
瞬态响应的数学表达式
掌握瞬态响应的数学表达式 及其意义。
一阶电路瞬态响应的实际分析
1
电路初始状态的确定
确定电路的初始电流和电压状态。
未来发展方向和趋势
展望一阶电路瞬态响应领域的未来发展方向和趋势。
电工电子技术课程课件一 阶电路瞬态响应
欢迎学习电工电子技术课程中的一阶电路瞬态响应。本课件内容涵盖了基础 知识回顾、数学模型、实际分析和总结与展望等内容。让我们一起深入了解 吧!
基础知识回顾
电路一阶线性元件 的定义
了解一阶线性元件的概 念和特性。
RC电路的基本概念
掌握RC电路的组成和工 作原理。
一阶电路的瞬态分 析基本方法
瞬态响应的电流、电压关系
2
及其图像
分析瞬态响应过程中电流和电压的
关系以及图像。
3
实际应用中的瞬态响应分析
探索一阶电路瞬态响应在实际应用 中的分析方法和应用场景。
总结与展望
一阶电路瞬态响应的重要性
总结一阶电路瞬态响应对电路性能的重要影响。
瞬态响应分析的应用范围
探讨瞬态响应分析在工程领域中的广泛应用。

一阶系统的瞬态响应(精)

一阶系统的瞬态响应(精)

12
R( s ) E (s)
K s
C (s)
K C ( s) 1 1 s 其闭环传递函数为: ( s) K s R( s ) 1 1 Ts 1 s K 1 式中,T ,称为时间常数。 K
dc (t ) T c(t ) r (t ) dt
-
2
3.2 一阶系统的阶跃响应
32一阶系统的阶跃响应单位阶跃响应函数单位阶跃响应函数12一阶系统的单位阶跃响应单调上升曲线性能指标常用调整时间系统对输入信号导数的响应等于对输入信号响应的导数减小一阶系统时间常数的方法为什么要减小时间常数
3.2 一阶系统的瞬态响应
第二节 一阶系统的瞬态响应
1
3.2 一阶系统的数学模型
⒈一阶系统的数学模型 一阶系统的微分方程为:
R s +


K s
Y s
K
( s) 1
7
s
K
s

1 1 s 1 K


1 ' T T s 1 s 1
1
T
'
T

3.2 一阶系统的阶跃响应
单位阶跃响应函数
例:已知一阶系统的结构图如图所示。①试求该系统单位阶跃 响应的调节时间ts;②若要求ts≤0.1秒,求此时的反馈系数。 解:①由系统结构图求出闭环传递函数
5
3.2 一阶系统的阶跃响应
单位阶跃响应函数
一阶系统的时间常数T对系统性能起着非常重要的作用,时 间常数不仅影响一阶系统的响应速度,还影响系统跟踪输入信 号的精度。 对于不同的输入信号,时间常数越大,系统的响应速度越慢, 跟踪精度越低。 对于大多数的实际工程系统,通常希望有较小的时间常数。 [方法一] 通过负反馈减小时间常数 : 1 原系统为 : G ( s ) ,加入负反馈如下图: Ts 1 反馈后系统的闭环传递函数为: R s Y s 1

电路分析实验课件:一阶电路响应测试

电路分析实验课件:一阶电路响应测试
实验:一阶电路响应测试
一、实验目的
1. 熟练掌握常用电子仪器(信号发生器、示波器)的使用方法。 2. 学习示波器测量一阶RC电路时间常数的方法。 3. 观察一阶过渡过程,研究元件参数改变时对过渡过程的影响。
自动化与电子工程学院
二、实验原理
右图RC电路在方波的作用下, 电容器充电,电容器上
的电压按指数规律上升,即零状态响应:
t
uS
uC (t) uC () uC ()e
电路达到稳态后,将电源短路,电容器放电,其电压按指数规
律衰减,即零输入响应:
uC (t)
uC
t
(0 )e
uC
方波作用下两种响应交替产生,清楚地反映出一阶暂态
过渡过程的变化规律(右图)。
自动化与电子工程学院
二、实验原理
其中 RC 称为电路的时间常数,它的大小
自动化与电子工程学院
四、实验仪器
示波器
信号发生器
信号线
自动化与电子工程学院
四、实验仪器
元件箱中 的电容和 电阻若干
自动化与电子工程学院
条件:
积分电路
u1 uR
u2
uC
1 Cidt 1 CuR源自dt 1 R RCuRdt
1 RC
u1dt
可知:输出电压近似与输入电压对时间的积分成正比。
自动化与电子工程学院
三、实验电路
条件: RC t p
微分电路
u1 uC
u2
iC R
RC
duC dt
RC
du1 dt
可知:输出电压近似与输入电压对时间的微分成正比。
决定了过渡过程进行的快慢。其物理意义是电路
零输入响应衰减到初始值的36.8% 所需要的时间,

RC一阶电路的响应(与“响应”相关文档)共9张PPT

RC一阶电路的响应(与“响应”相关文档)共9张PPT

对于图9-1所示的一阶电路,当t=0时开关K由位置2转到位置1,由方程:
P-P
2、电路在无激励情况下,由储能元件的初始状态引起的响应称为零输入响应。
②按图9-3接线。按下面4种情况选取不同的R、C值。 其中τ=RC,具有时间的量纲,称为时间常数,它是反映电路过渡过程快慢程度的物理量。
1、电工实验装置:DG012T、DY04、DG053T、DY05N
● 首先将开关扳向3,使电容放电,电压表显示为0.0。
● 将开关置于停止位上2,按清零按钮使秒表置零。
将开关扳向1位开始计时,当电压表指示的电容电压UC达到表 9-1中所规定的某一数值时,将开关置于2点(中间点),用秒表记 下时间填在表9-1中,然后开关置于1点,重复上述实验并记下各时 间。
注意:开关断开的时间尽量要短,否则电容放电造成电容两端 的电压下降。
第6页,共9页。
RC一阶电路的响应
实验目的 实验要求 知识点 难点指导
图9-2
UC(V) 充电时间t1(s)
3
4
5
6
7
8
9
表9-1 RC电路充电
2、RC电路放电 将电容充电至10V电压,按清零按钮使秒表置零,将开关K置于3点, 方法同上。数据记在表9-2中。
第7页,共9页。
RC一阶电路的响应
实验目的 实验要求 知识点 难点指导
实验目的 实验要求 知识点 难点指导
RC一阶电路的响应
实验目的
1、研究RC电路在零输入,阶跃激励和方波激励情况下,响 应的基本规律和特点。
2、学习用示波器观察分析电路的响应。
第1页,共9页。
RC一阶电路的响应
实验原理说明
实验目的 实验要求 知识点 难点指导

电路的一阶瞬态响应

电路的一阶瞬态响应
(1)、对称方波通过微分电路(高通滤波器)
微分电路如图3-1所示,该电路的时常数为T=RC ,若 输入的方波的脉宽τ 远大于电路的时常数T,则输出的波形 为尖脉冲;若方波的脉宽τ 远小3 T τ
R
图3-1
微分电路
τ>3~6T
从频域角度分析,微分电路实质上是一个高通滤波器,其 系统函数为: H(s)=S/(S+1/RC)
C R
图3-4
串联谐振电路
当方波加至串联谐振电路时,将引起电路的谐振,振荡
0 1 LC 的频率为: 此时只要满足方波的频率 1 认为是阶跃响应。
0 ,就可以把响应的前半周
三、实验电路(见下页) : 四、实验前预习内容:
1、计算微分电路的截止频率(R=10KHZ,C=1000PF),并画 出幅拼特性曲线; 2、计算积分电路的截止频率(R=20KHZ,C=1000PF),并画 出幅拼特性曲线; 3、计算LC低通滤波器的截止频率(L=10mH,C=0.1μ F); 4、计算图3-4所示串联谐振电路的阶跃响应,并画图。
吉伯斯现象。 2、阶跃响应的观测 阶跃响应则是指单位阶跃信号作用下系统的零状态响 应。我们用冲激响应和阶跃响应来描述系统的时域特性。由 于普通示波器无法捕捉到t=0时刻的瞬间跳变,所以我们用 方波作为激励信号;只要方波的重复周期T1足够大 (T1>>阶 跃响应建立的时间tr) ,则方波前半周的信号就可以看成是 阶跃信号,若将此方波通过系统其响应的前半周就可以认为 是阶跃响应。本实验的线性系统为一串联谐振系统,如图 3-4所示。 L
六、实验报告要求:
1、叙述实验内容及实验步骤; 2、按照实验内容中的要求详细记录所测得的波形,并对 所得波形进行相应的理论解释。
其截止频率为:ω c=1/RC 当方波通过高通率波器时,基波及低次谐波分量将受到 衰减,从而产生平顶失真;而且RC越小(截止频率越大)失真 越大,即波形越尖;反之波形失真较小,波形较平坦。 (2)、对称方波通过积分电路(低通滤波器) 积分电路如图3-2所示,该电路的时常数为T=RC ,若 输入的方波的脉宽τ 远大于电路的时常数T,则输出的波形 近似方波;若方波的脉宽τ 远小于电路的时常数T,则输出 的精度大大降低,波形接近三角波如图3-2所示。

第3章:一阶电路的瞬态响应

第3章:一阶电路的瞬态响应

第 3章 电路的暂态分析
换路定则 一阶电路的暂态响应 一阶电路的矩形波响应
一,一阶电路
只含有一个储能元件或可等效 为一个储能元件的线性电路; 为一个储能元件的线性电路; 不论是简单的或复杂的,它的 不论是简单的或复杂的, 微分方程都是一阶常系数线性微 分方程; 分方程; 这种电路称为:一阶线性电路. 这种电路称为:一阶线性电路.
2
WC = CuC 2 / 2
所以: 所以: i ( 0 + ) = i ( 0 ) L L
uC ( 0+ ) = uC ( 0 )
三,电路瞬态过程初始值的确定
换路定则仅适用于换路瞬间, 换路定则仅适用于换路瞬间,可根 据它来确定t=0+ t=0+时电路电压和电流 据它来确定t=0+时电路电压和电流 之值. 之值.
iL ( 0+ ) = iL ( 0 ) uC ( 0+ ) = uC ( 0 )
t=0–表示换路前的终了瞬间, t=0 表示换路前的终了瞬间, 表示换路前的终了瞬间 t=0+表示换路后的初始瞬间 表示换路后的初始瞬间, 和 t=0+表示换路后的初始瞬间,0–和 0+在数值上都等于 在数值上都等于0 0+在数值上都等于0,但0–是t从负值 是 趋近于0 0+是 从正值趋近于0 趋近于0,0+是t从正值趋近于0.
二,瞬态
含有储能元件( , ) 含有储能元件(L,C)的电路从 一种稳定的状态转换到另一种稳定 的状态的转换过程称为过渡过程; 的状态的转换过程称为过渡过程; 由于过渡过程时间很短, 由于过渡过程时间很短,所以也 称为瞬态过程. 称为瞬态过程. 瞬态就是过渡过程中具体某个时 刻的电量值. 刻的电量值.

一阶动态电路的全响应及三要素法 ppt课件

一阶动态电路的全响应及三要素法  ppt课件
t

ppt课件
26
本讲作业
1、复习本讲内容;
2、预习下一讲内容——二阶动态电路分析; 3、书面作业:习题7-9,7-10,7-12。
ppt课件
27
9
RC 4 103 5 10 6 2 10 2 s ppt 课件
(4)根据三要素法通式写出解析式
uC (t ) 8(1 e 50t ) V
iC (t ) 2 e 50t mA
4 8 4 50t 4 4 50t i1 (t ) ( ) e e mA 3 3 3 3 3
US 12 8 i1 (0 ) mA R 2 R3 26 3 3 R1 26 R 2 R3
R3 8 2 2 i 2 (0 ) i1 (0 ) mA R2 R3 3 2 6 3
8 2 iC (0 ) i1 (0 ) i2 (0 ) 2 mA 3 3
(3)计算时间常数τ 计算与电容连接的电阻单口网络的输出电阻,它 是三个电阻的并联
R0 1 1 1 1 1 4 4 2
R0 C 1 0 1 F 0 1s
(4)将uC(0+)、uC(∞)和时间常数τ代入通式得:
uC (t ) 8 7 e 10t 7 (7 e 10t ) V
ppt课件
8
(2)求稳态值
R2 6 u C ( ) U S 12 8V R1 R2 36
US 12 4 i1 () i 2 () mA R1 R2 3 6 3
iC ( ) 0
(3)求时间常数τ
R R3 R1 R2 3 6 2 4k R1 R2 36

一阶动态电路响应教学PPT培训课件

一阶动态电路响应教学PPT培训课件

t
电容电压 uC 从初始值按指数规律衰减,衰减 的快慢由RC 决定。
10
2
(t 0) R
– + u S R + uC – iC C
电流及电阻电压变化规律 电容电压
uC
放电电流
t U e RC
U
+ -
1
电阻电压:
t duC U RC iC C e dt R
uC
O
u R iC R
U
经过一个时间常数,电压uC衰减到初始值U0 的36.8%。
决定电路暂态过程变化的快慢
时间常数体现了电路的固有性质。时间常数越小,过渡 过程持续的时间越短,因此电路中选择不同的 、 参数可以 控制放电的快慢。当C值一定时,减小放电电阻可以缩短放电 时间,但会增大放电电流的初始值 。
12
时间常数
63 R = 2 63 L 5 = = = 2.5s R 2
t
i (t ) i () i (0 ) i () e

uc (V) 2
2 0 2 ) e
2 2 e0.4t A
t 2.5
0
6
作业
7
任务二 一阶动态电路响应
二、一阶RC电路的响应
2
10V 3
1H
已知:电感无初始储能 t = 0 时合S, 求:换路后的电感电流i(t)。 (2)求∞值

(1)求0+值
i(0 ) 0A i(0 ) i(0 ) 0A
(3)求时间常数 L 1 = = =1 s 5 R 2+3
t
10 i ( ) = 2A 23
i (t ) i () i (0 ) i () e

一阶RC电路的响应ppt课件

一阶RC电路的响应ppt课件

(3)调节示波器,使屏幕上呈现出一个稳 U OM
定的指数曲线,测得Uc=0.632UOM时对应
的时间
τ
t
图 2-4
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的,应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失,增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
US向R放电,若T≈10τ,在T/2~T时间范围内C上电荷可放完,
这段时间范围即为零输入响应。第二周期重复第一周期,如 图4(c)所示,如此周而复始。如果电路的时间常数并不远小 于周期,则电路将处于不完全充放电的情况,因此电路就属 于非零状态响应和非零输入响应。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的,应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失,增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
uc
0
响应为 :u c(t)u c(0 )eU S e
零输入响应曲线如图2(b)所示。
(a)
(b)
图 2 一阶RC电路及零状态响应曲线
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的,应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失,增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的,应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失,增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
(2)按图8接线,取R=5kΩ,C=0.1μF,
在示波器的屏幕 上观察电容两端电压Uc(t) 图 9
的变化曲线。并记录观察到的波形。
uC
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的,应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失,增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用

一阶RC电路暂态响应ppt课件

一阶RC电路暂态响应ppt课件
时间常数为 10τ 。
火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂 拥而出 或留恋 财物, 要当机 立断, 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
时间常数为 20τ 。
火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂 拥而出 或留恋 财物, 要当机 立断, 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
本例题的实验任务和目的: 1.进一步熟悉信号源和示波器的调节方法。 2.观察零输入响应和零状态响应波形。 3.测量时间常数。 4.观察电路时间常数或方波周期改变时(改
变τ 和 T 的关系)输出波形的变化。
火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂 拥而出 或留恋 财物, 要当机 立断, 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
请预习教材第7章P152-P156相关内容。
火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂 拥而出 或留恋 财物, 要当机 立断, 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
实验任务 1、利用Multisim软件仿真,了解电
路参数和响应波形之间的关系,并 通过对虚拟示波器的调节,熟悉时 域测量的基本操作。
**利用示波器双踪观察P156 图7.1.8中的阶跃响 应和冲激响应。
火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂 拥而出 或留恋 财物, 要当机 立断, 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
实验注意事项 1. 实验任务1中的1000μF电解电容应注意
极性。开关是否可以不用?
2. 特别注意示波器的双踪共地要求,注意
例1. RC电路零输入响应、零状态响应仿真 及时间常数的确定。(题见P156例1)
零状态响应及其时间常数的确定
火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂 拥而出 或留恋 财物, 要当机 立断, 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
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