2022-2023学年高二物理竞赛课件：动态电路中初始值的计算

动态电路中初始值的计算 动态电路中初始值的计算 下 页 上 页 对于通常电路，初始值由下面关系确定 在下面情况下 换路后的电路有纯电容构成的回路，或有由电容和独立电压源构成的回路，且回路中各个电容上电压值uC(0-)的代数和不等于该回路中各个电压源初始值的代数和。 返 回 一阶电路和二阶电路的时域分析 下 页 上 页 若以结点①、②的电压作为输出，则有 整理并写成矩阵形式有 返 回 一阶电路和二阶电路的时域分析 下 页 上 页 当网络中存在纯电感结点，由KCL可知其中必有一个电感电流可由其它元件的电流求出，此电感电流时非独立的。 网络中与独立电压源并联的电容元件，其电压uC由uS决定。 网络中与独立电流源串联的电感元件，其iL由iS决定。 返 回 一阶电路和二阶电路的时域分析 以上四种请况中非独立的uC和iL不能作为状态变量，不含以上四种情况的网络称为常态网络。状态变量数等于C、L元件总数。含有以上四种情况的网络称为非常态网络，网络的状态变量数小于网络中C、L元件总数，下面着重讨论常态网络。 下 页 上 页 C uS + + - uC - R 零阶电路 返 回 iS R L 一阶电路和二阶电路的时域分析 上 页 换路后的电路有纯电感构成的结点（或割集）或有由电感和独立电流源构成的结点（或割集），且结点上各电感的电流值iL(0-)与电流源电流的初始值的代数和不等于零， 在上述两种情况下，求初始值，必须遵循换路前后电路中电荷守恒和磁通链守恒的约束关系，即 或 或 返 回 一阶电路和二阶电路的时域分析 电感的串联 下 页 上 页 u1 u L2 L1 u2 + + + - - i i u + - L 等效 等效电感 返 回 一阶电路和二阶电路的时域分析 下 页 上 页 u + - L1 L2 i2 i1 i u + - L 等效 4.电感的并联 等效电感 返 回 一阶电路和二阶电路的时域分析 下 页 上 页 u + - L1 L2 i2 i1 i u + - L 等效 并联电感的分流 返 回 一阶电路和二阶电路的时域分析 下 页 上 页 注意 以上虽然是关于两个电容或两个电感的串联和并联等效，但其结论可以推广到 n 个电容或 n 个电感的串联和并联等效。 返 回 一阶电路和二阶电路的时域分析 电梯按钮 前视图 C1 电容模型 侧视图 实例 下 页 上 页 C1 C3 C2 返 回 一阶电路和二阶电路的时域分析 u(t) + - us(t) + - 固定电容 C1 C u(t) + - us(t) + - 输出电压： 下 页 上 页 返 回 一阶电路和二阶电路的时域分析 $$