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12.2初始值计算例2

下一节:13.1一阶动态电路经典解法-微分方程求解

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12.2初始值计算例2课程教案、知识点、字幕

接下来我们进入例二

完成一个

包含电感元件的动态电路初始值的

求解

该电路换路前为稳态

求iL(0+)、uL(0+)

同样我们可以判断出

iL(0+)为独立初始值

而uL(0+)为非独立初始值

那么关于这两个初始值的求解

我们在前面已经说过

一定是先求解独立初始值

所以

我们现在进入第一步

画出0-等效电路

求出iL(0- )

关于0﹣电路的画图要素

第一 开关未动作

为图示断开状态

第二 动态元件电感等效为短路

可得出0-等效电路

大家看为一个串联回路

从而求得iL(0-)=10V/5Ω=2A

而此时由于0-时刻为稳态

电感等效为短路

则其端电压uL(0-)=0

接下来的第二步是什么?

大家知道吗?

是的

由换路定律可求解得出

iL(0+)= iL(0-) =2A

独立初始值iL(0+)

求解完毕

在第三步

我们将进入

非独立初始值

uL(0+)的求解步骤

同学们

我们已经在上一道例题中完成过

非独立初始值的求解

本道题虽然电路不同

动态元件不同

求解参数不同

但是解题思路、方法、步骤

是差不多的

你能试试先自行求解一下

看看能不能完成

具体能完成到哪一步吗?

试一试吧!

同学们

你们完成得怎样?

做到哪一步了?

做出来了吗?

我们一起来看一下

对非独立初始值的求解

首先需要画出0+等效电路

才能求uL(0+)

而含有电感的

0+等效电路的绘制要素

同样也是两点

其一 开关动作

呈闭合状态

其二 此时刻的电感

同样要进行等效处理

具体怎么等效?

大家知道吗?

同上一道例题一样

0+时刻的电感电流iL(0+)=2A

故此瞬间其对电路作用

等同于电流源

可以将其等效为大小方向

同iL(0+)的2A电流源

从而得出0+时刻的等效电路

如图所示

此时大家观察0+等效电路

看到了吗?

中间导线的存在

意味着电路可以进一步等效

因为它把左边支路短路了

将该电路进一步等效

等效电路为仅包含

4欧姆及2A电流源的串联电路

我们可以轻松求得

非独立初始值

uL(0+)=-2×4=-8V

这里我们给同学们提个问题

为什么分析求解时

我们说被导线短路的是

左边支路而不考虑右边支路呢?

这个问题

我们很多同学在学习时候

都会有疑问

为什么呢?

因为我们现在感兴趣

需求解分析的是电感电压uL

所以当然应该保留

含有电感部分的电路

而考虑这条导线

对其余电路的影响

好了同学们

在分别完成了一个包含电容

一个包含电感的

动态电路初始值的求解以后

现在

我们一起对

初始值求解过程中的

关键步骤及等效处理

进行一下总结

来看一下电容和电感在0-

0+两种等效电路中的处理方式

第一 对左图含有电容电路

在0-等效电路中

由于是稳态

需要将电容开路

而对右图含有电感的电路

电感是应当短路等效处理

同学们

你们观察一下得到的

两个0-等效电路

发现了吗?

这是两个电阻电路

第二 在0+等效电路中

将电容等效为电压源

电感等效为电流源

大家再观察

发现得到的两个0+等效电路

还是两个电阻电路

同学们你们发现了吗?

这两种等效的实质

是我们将包含动态元件的

动态电路变成了纯电阻电路

这意味着我们前面学习过的

各种电阻电路的分析方法

统统都能用上了

这就是

我们这个等效处理的根本目的

简化电路分析

好了

完成了电路初始值的求解以后

最后

我们进行一下系统的总结

第一 电路的初始值包含

独立初始值和非独立初始值两类

独立初始值仅为

uC(0+)和iL(0+)两个初始值

而非独立初始值为

其余电量在t = 0+时的具体值

第二 独立初始值的求解可分为两步

第一步

画出换路前0-等效电路

求uC(0-) 和iL(0-)

而0-等效电路的关键点

其一 电路未换路

例如开关未动作

其二是两种动态元件的等效

其中电感等效为短路

电容等效为开路

第二步

由换路定律求得uC(0+) 和iL(0+)

非独立初始值的求解

在上述独立初始值求解的步骤上

加上下述步骤

第三 画出0+时刻的等效电路

而0+时刻等效电路绘制的关键要素

也是两点

第一 画出换路后的电路

其二 换路后电路中电容

用大小方向同uC(0+)的电压源替代

电感用大小方向同iL(0+)的电流源替代

第四步

由0+电路求其它各变量的0+值

在整个求解过程中

0-时动态元件电容

应开路

或者电感应短路等效处理

而在0+时动态元件电容

它应当等效为电压源

而电感等效为电流源

从而将包含动态元件的动态电路

变成了纯电阻电路

使得直流部分的各种分析方法

都能用的上

便于进行动态电路的分析

关于动态电路的初始值的求解

我们就完成了

请大家自己进行下总结

测试一下自己的学习效果

好了

谢谢同学们

再见

电路原理课程列表:

第一章 电路基础知识与定律

-1.1 电路模型

--1.1 电路模型

-1.2 电路变量

--1.2 电路变量

-1.3 参考方向

--1.3 参考方向

-1.4功率

--1.4功率

-2.1 电阻元件

--2.1 电阻元件

-2.2 理想电源元件

--2.2 理想电源元件

-2.3 受控源元件

--2.3 受控源元件

-3.1基尔霍夫电流定律

--3.1基尔霍夫电流定律

-3.2基尔霍夫电压定律

--3.2基尔霍夫电压定律

-3.3基尔霍夫定理综合应用习题

--3.3基尔霍夫定理综合应用习题

-电路基础知识与定律---本章节练习1(电路基础知识)

-电路基础知识与定律---本章节练习2(电路元件)

-电路基础知识与定律---本章节作业3(基尔霍夫定律)

-电路基础知识与定律讲义

第二章 电路等效分析

-4.1 等效基本概念

--4.1 等效基本概念

-4.2 电阻串联及等效变换

--4.2 电阻串联及等效变换

-4.3 电阻并联及等效变换

--4.3 电阻并联及等效变换

-4.4电阻混联等效变换

--4.4电阻混联等效变换

-4.5 电阻的∆—Y 变换

--4.5 电阻的∆—Y 变换

-4.6∆—Y等效变换基本总结

--4.6∆—Y等效变换基本总结

-4.7含受控源二端网络的等效变换

--4.7含受控源二端网络的等效变换

-5.1 理想电源等效分析

--5.1 理想电源等效分析

-5.2 理想电源等效例题分析

--5.2 理想电源等效例题分析

-5.3实际电源等效分析

--5.3实际电源等效分析

-5.4实际电源等效变换例题讲解

--5.4实际电源等效变换例题讲解

-第二章 电路等效分析1--电阻等效章节练习

-第二章 电路等效分析2--电源等效变换章节练习

-电路等效分析讲义1--电阻等效变换

-电路等效变化讲义2---电源等效变化

第三章 电阻电路的一般分析法

-6.1电阻电路的一般分析方法导入

--6.1电阻电路的一般分析方法导入

-6.2节点电压法-基础分析

--6.2节点电压法-基础分析

-6.3节点电压方程的标准化

--6.3节点电压方程的标准化

-6.4节点电压法--特殊情况分析处理1

--6.4节点电压法--特殊情况分析处理1

-6.4节点电压法--特殊情况分析处理2

--6.4节点电压法--特殊情况分析处理2

-6.4节点电压法--特殊情况分析处理3

--6.4节点电压法--特殊情况分析处理3

-7.1回路电流法--基本分析

--7.1回路电流法--基本分析

-7.2回路电流法方程的标准化

--7.2回路电流法方程的标准化

-7.3回路电流法--特殊情况分析处理1

--7.3回路电流法--特殊情况分析处理1

-7.3回路电流法--特殊情况分析处理2

--7.3回路电流法--特殊情况分析处理2

-第三章 电阻电路的一般分析法1--节点电压法本章节练习

-第三章 电阻电路的一般分析法2--回路电流法本章节练习

-电路一般分析法讲义1--节点电压法

-电路一般分析法讲义2--回路电流法

第四章 电路定理

-8.1叠加定理1

--8.1叠加定理1

-8.1叠加定理2

--8.1叠加定理2

-9.1戴维南定理

--9.1戴维南定理

-9.2戴维南定理例题

--9.2戴维南定理例题

-9.3诺顿定理

--9.3诺顿定理

-9.4最大功率传输定理

--9.4最大功率传输定理

-9.5戴维南定理习题讲解

--9.5戴维南定理习题讲解

-第四章 电路定理1--叠加定理章节练习

-电路定理2--戴维南/诺顿定理章节练习

-电路定理讲义

第五章 动态电路基础知识

-10.1 电容元件

--10.1 电容元件

-10.2电感元件

--10.2电感元件

-10.3电容电感的串并联

--10.3 电容电感的串并联分析

-10.4小结

--10.4小结

-11.1 动态电路基础知识

--11.1 动态电路基础知识

-11.2动态电路方程列写

--11.2动态电路方程列写

-第五章 本章节练习1--电容电感元件

-第五章 本章节练习2--动态电路基础知识

-动态电路基础知识讲义

第六章 动态电路的时域分析

-12.1换路定律

--12.1换路定律

-12.2 初始值计算

--12.2 初始值计算

-12.2初始值计算例2

--12.2初始值计算例2

-13.1一阶动态电路经典解法-微分方程求解

--13.1一阶动态电路经典解法-微分方程求解

-13.2一阶动态电路经典解法---电路全响应分析

--13.2一阶动态电路经典解法---电路全响应分析

-13.3一阶动态电路经典解法---时间常数

--13.3一阶动态电路经典解法---时间常数

-13.4一阶动态电路的三要素法1

--13.4一阶动态电路的三要素法1

-13.4一阶动态电路的三要素法2

--13.4一阶动态电路的三要素法2

-13.5三要素法例题1

--13.5三要素法例题1

-13.5三要素法例题2

--13.5三要素法例题2

-13.6零输入响应和零状态响应

--13.6零输入响应和零状态响应

-13.7动态电路小结

--13.7动态电路小结

-第六章 本章节练习1--动态电路初始值计算

-第六章 本章练习2--一阶动态电路经典解法

-第六章 本章节练习3--一阶动态电路的三要素法

-第六章 本章节练习4--零输入响应与零状态响应

-动态电路时域响应讲义1---换路定律与初始值计算

-动态电路时域响应讲义2---一阶动态电路经典解法

-动态电路时域响应讲义3---一阶动态电路三要素法

-动态电路时域响应讲义4---零输入响应与零状态响应

第七章 正弦稳态电路基础知识

-14.1正弦量基础知识1

--14.1正弦量基础知识1

-14.1正弦量基础知识2

--14.1正弦量基础知识2

-14.2相量法的引入1

--14.2相量法的引入1

-14.2相量法的引入2

--14.2相量法的引入2

-14.3相量运算与旋转因子

--14.3相量运算与旋转因子

-15.1(1)元件约束的相量形式

--15.1(1)元件约束的相量形式

-15.1(2)元件约束的相量模型

--15.1(2)元件约束的相量模型

-15.2 基尔霍夫定理的相量形式

--15.2 基尔霍夫定理的相量形式

-15.3相量图

--15.3相量图

-16.1复阻抗与复导纳

--16.1复阻抗与复导纳

-16.2阻抗的串并联连接

--16.2阻抗的串并联连接

-第七章 本章节练习1--正弦量基础知识

-第七章 本章节练习2--元件约束和拓扑约束的相量形式

-第七章 本章节练习3--阻抗和导纳

-正弦稳态电路基础知识讲义1--正弦基础知识

-正弦稳态电路基础知识讲义2--元件约束与拓扑约束的相量形式

-正弦稳态电路基础知识讲义1--相量图、阻抗与导纳

第八章 正弦稳态电路分析

-17.1 正弦稳态电路的相量分析法

--17.1 正弦稳态电路的相量分析法

-18.1瞬时功率

--18.1瞬时功率

-18.2有功功率和无功功率

--18.2有功功率和无功功率

-18.3视在功率和功率因数1

--18.3视在功率和功率因数1

-18.3视在功率和功率因数2

--18.3视在功率和功率因数2

-18.4正弦稳态最大功率传输

--18.4正弦稳态最大功率传输

--第八章 正弦稳态电路的功率分析--章节练习

-第八章 正弦稳态电路的分析--章节练习

-正弦稳态电路分析讲义1---相量分析法

-正弦稳态电路分析法讲义2---功率分析

第九章 电路的频率响应

-19.1频率响应与网络函数

--19.1频率响应与网络函数

-19.2滤波器

--19.2滤波器

-20.1谐振基本知识

--20.1谐振基本知识

-20.2RLC串联电路谐振

--20.2RLC串联电路谐振

-20.3RLC串联谐振的品质因数

--20.3RLC串联谐振的频率特性

-20.4 RLC并联谐振

--20.4 GLC并联谐振

-第九章 电路的频率响应--章节练习

-频率响应与网络函数讲义--网络函数与滤波器

-频率响应与网络函数讲义2--谐振

第十章 互感与变压器

-21.1互感基础知识

--21.1互感基础知识

-21.2同名端

--21.2同名端

-21.3耦合电感的电压电流

--21.3耦合电感的电压电流

-22.1互感的去耦等效分析1

--22.1互感的去耦等效分析1

-22.1互感的去耦等效分析2

--22.1互感的去耦等效分析2

-22.1互感的去耦等效分析3

--22.1互感的去耦等效分析3

-23.1含有耦合电感电路 的分析计算1

--23.1含有耦合电感电路 的分析计算1

-23.1含有耦合电感电路 的分析计算2

--23.1含有耦合电感电路的分析计算2

-24.1空心变压器

--24.1空心变压器

-24.2理想变压器

--24.2理想变压器

-24.3含理想变压器电路的分析计算

--24.3含理想变压器电路的分析计算

-第十章 互感与变压器--章节练习

-互感与变压器讲义1--互感基础知识

-互感与变压器讲义2--含互感电路分析

-互感与变压器讲义3--变压器

第十一章 三相电路与非正弦周期稳态电路

-25.1三相电路基本概念1

--25.1三相电路基本概念1

-25.1三相电路基本概念2

--25.1三相电路基本概念2

-25.2对称三相电路的相线关系1

--25.2对称三相电路的相线关系1

-25.2对称三相电路的相线关系2

--25.2对称三相电路的相线关系2

-25.3对称三相电路的电路分析1

--25.3对称三相电路的电路分析1

-25.3对称三相电路的电路分析2

--25.3对称三相电路的电路分析2

-25.4三相对称电路的功率1

--25.4三相对称电路的功率1

-25.4三相对称电路的功率2

--25.4三相对称电路的功率2

-26.1非正弦周期信号的分解

--26.1非正弦周期信号的分解

-26.2非正弦周期信号的有效值及平均功率

--26.2非正弦周期信号的有效值及平均功率

-26.3非正弦周期电路的稳态分析

--26.3非正弦周期电路的稳态分析

-第十一章 本章节练习1--三相电路

-第十一章 本章节练习2--非正弦周期稳态电路

-三相电路与非正弦周期稳态电路分析讲义1---三相电路

-三相电路与非正弦周期稳态电路分析讲义2---非正弦周期稳态电路分析

12.2初始值计算例2笔记与讨论

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