1、一階電路的零輸入響應
零輸入響應:換路后動態(tài)電路中沒有外施激勵,電路響應由動態(tài)元件所儲藏的能量引起。一階電路的零輸入響應包括有RC放電電路和RL放電電路。
2、RC放電電路
RC電路的時間常數(shù):對于含有電容的一階電路,電路的時間常數(shù)定義為,時間常數(shù)
,其中
為一階電路中,除電容以外的含源一端口網(wǎng)絡或無源一端口網(wǎng)絡的等效電阻。
如:在圖1電路中,電阻、電容以及電壓源全部為已知參數(shù),開關S在t=0時刻從位置1合到位置2,開關移動之前電路處于穩(wěn)態(tài),換路后的、
以及流過電路中的電流
為:
,
,
圖1 RC放電電路 圖2 電容電壓、電阻電壓和電路電流隨時間的變化
根據(jù)所求得的、
和
,可得它們隨時間的變化規(guī)律如圖2所示。
從圖22中電壓和電流隨時間的變化規(guī)律,可得結論:
1)電流和電壓都按照同樣的指數(shù)規(guī)律變化,因電路的特征方程和特征根僅取決于電路的結構和元件的參數(shù),而與變量的選擇無關。
2)由于特征根是負值,電流和電壓都按同樣的指數(shù)規(guī)律衰減,最終趨于零。
從上可以看出,電壓和電流的衰減的快慢取決于指數(shù)中的大小。
反映了一階電路過渡過程的進展速度,
越小,過渡過程越快,
是討論過渡過程的一個重要參數(shù)。
3、RL放電電路
RL電路的時間常數(shù):對于含有電感的一階電路,電路的時間常數(shù)定義為,時間常數(shù)
,其中
為一階電路中,除電感以外的含源一端口網(wǎng)絡或無源一端口網(wǎng)絡的等效電阻。
利用微分方程的求解,RL電路響應的電壓和電流隨時間的變化規(guī)律,可得出與RC電路相同的結論。
4、一階電路的零狀態(tài)響應
零狀態(tài)響應:換路后動態(tài)電路中動態(tài)元件所儲藏的能量為零,電路響應是由外施激勵引起。
零狀態(tài)響應的時間常數(shù)與零輸入響應的時間常數(shù)的求解相似。且零狀態(tài)響應的過渡過程變化規(guī)律主要也是由時間常數(shù)來決定。