二阶电路的零状态响应

2023-11-19

 

二阶电路零状态响应公式推导

下图所示电路在 时电容和电感上储能都为零,即 , , t=0 时开关闭合,电压源 Us 开始对电路供电。现讨论 时响应的变化规律。


电路的 KVL 方程为换路后电路的初始状态为 0 ,即, 

这是二阶线性非齐次微分方程,它的解由对应的齐次微分方程的通解 和非齐次微分方程的特解 组成,即

通解 就是上一节中的零输入响应,即

式中, , , 

特解 就是电路进入稳态时响应的稳态值,即

所以,

用电路的初始状态确定系数 和 

解得, 

因此,电容电压的零状态响应为

RLC 串联电路的零状态响应

1 、当 ,即 时, 为两个不相等的负实数,过阻尼,非振荡充电。

2 、当 ,即 时, 为一对共轭复数,欠阻尼,振荡充电。

3 、当 ,即 时, 为两个相等的负实数,临界阻尼,非振荡充电 。

4 、当 ,即 时, , ,无阻尼,等幅振荡。

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