❶ 一階電路分析
串聯(series connection)是連接電路元件的基本方式之一。將電路元件(如電阻、電容、電感,用電器等)逐個順次首尾相連接。將各用電器串聯起來組成的電路叫串聯電路。串聯電路中通過各用電器的電流都相等。
將二個或二個以上元件排成一串,每個元件的首端和前一個元件的尾端連成一個節點,而且這個節點不再同其他節點連接的連接方式。圖示三個元件串聯。元件3的首端和元件2的尾端連成節點q;元件2的首端和元件1的尾端連成節點p。元件1的首端a和元件3的尾端b則分別和電路的其他節點連接。
串聯電路的特點主要有:
① 所有串聯元件中的電流是同一個電流,I總= L1= L2= L3=……= Ln。
② 元件串聯後的總電壓是所有元件的端電壓之和,U總=U1+U2+U3+……+Un。
圖示電路中,u是總電壓,u1、u2、u3分別是元件1、2、3的電 壓,u=u1+u2+u3。
串聯電路:把元件逐個順次連接起來組成的電路。如圖,特點是:流過一個用電器的電流同時也流過另一個。例如:節日里的小彩燈。 在串聯電路中,閉合電鍵,幾只燈泡同時發光,斷開電鍵後這幾只燈泡都熄滅了,說明串聯電路中的電鍵是控制所有的用電器的。
在串聯電路中,由於電流的路徑只有一條,所以,從電源正極流出的電流將依次逐個流過各個用電器,最後回到電源負極。因此在串聯電路中,如果有一個用電器損壞或某一處斷開,整個電路將變成斷路,電路就會無電流,所有用電器都將停止運轉,所以在串聯電路中,各幾個用電器互相牽連,要麼全運轉,要麼全部停止運轉。
希望我能幫助你解疑釋惑。
❷ 在一階電路中,什麼時候用經典法,什麼時候有三要素法,這如何來分別
三要素法其實適用於任何情況的。只要將各種情況的三要素分析清楚,就直接代入公式就可以。
經典法則要列寫電壓的微分方程,還要解微分方程,一般用於微分方程簡單的零狀態響應。
一個是換路後瞬間的初始值,以a表示
第二個是換路後的終了之,即時間趨近於無窮大時的值,以b表示
第三個是時間常數,以c表示
則動態值為 b+(a-b)e^(t/c)
在一個電路簡化後(如電阻的串並聯,電容的串並聯,電感的串並聯化為一個元件),只含有一個電容或電感元件(電阻無所謂)的電路叫一階電路。主要是因為這樣的電路的Laplace等效方程中是一個一階的方程。
(2)一階電路分類擴展閱讀:
用三要素法計算含一個電容或一個電感的直流激勵一階動態電路響應的一般步驟是:
初始值f(0+)的計算
(1) 根據t<0的電路,計算出t=0-時刻的電容電壓uC(0-)或電感電流iL(0-)。
(2) 根據電容電壓和電感電流連續性,即:uC(0+)=uC(0-)和iL(0+)=iL(0-)
確定電容電壓或電感電流初始值。
(3) 假如還要計算其它非狀態變數的初始值,可以從用數值為uC(0+)的電壓源替代電容或用數值為iL(0+)的電流源替代電感後所得到的電阻電路中計算出來。
❸ 一階電路三要素
一階電路畝吵是指只包含一個電感或一個電容的電路,其中的三個要素是電壓源、電感或電容、以及電阻。這些要素共同作用,決定了電路的特性和行為。
電壓源:電路中的電壓源是指提供電路所需電勢差的部分。它可以是直流或交流電源,其電壓大小和極性歷舉也是電路特性的重要因素。電路中的電壓源可以是電池、發電機或其他電源。
電感或電容:電路中的電感或電容可以用來儲存電能或者調節電路的頻率響應。電感是指一種儲存電能的元件,它能夠抵抗電流變化,而電容則是一種儲存電荷的元件,它能夠儲存電荷並在電路中釋放電荷。
電阻:電路中的電阻是指一種阻礙電流通過的元件。它的阻值大小決定了電路中的電流大小,通過調節電阻大小可以改變電路中電流的大小和特性。電路中的電阻可以是固定的或可變的,例如電位器。
這三個要素共同作用,決定了電路的特性和行為,例如肢耐碧電路的響應時間、頻率響應、電壓和電流大小等。掌握這些要素的特性和作用,可以幫助我們更好地理解和設計一階電路。
❹ 什麼是一階電路
一階電路是由一個電感和悉清一個電容組成的電路,其特點是相對簡單,只包含一個能量存儲元件。一階電路常見的形式包括RC電路和RL電路,它們可以用於信號濾波、延時等電子電路應用中。
在RC電路中,電容和電阻串聯,可以實現低通濾波器,通過調節電容和電阻的值可以控枝陸胡制截止頻率,從而過濾掉高於一定頻率的信號。
在RL電路中,電感和電阻串聯,可以實現高通濾波器,通過調節電感和電阻的值可以控制截止頻率,從而過濾掉低於一定頻率的信號。
在實際電子電路中,一階電路不僅是基礎電路之一,更是其他復雜電路的基礎組成部猛攔分。例如,二階電路、三階電路等高階電路都是由一階電路組合而成的。同時,在模擬電路和數字電路中也常常會用到一階電路,用於信號的濾波、放大和延時等應用。
❺ 基礎電路如何區分一階電路和二階電路
在一個電路簡化後(如電阻的串並聯,電容的串並聯,電感的串並聯化為一個元件),只含有版一個電容或電感元權件(電阻無所謂)的電路叫一階電路。主要是因為這樣的電路的Laplace等效方程中是一個一階的方程
一階和二階的區別
一階電路里有一個電容
或
一個電感。
二階電路里有一個電容和一個電感。
簡單的講,一階電路里有一個儲能元件,可以是電容也可以是電感。
二階電路里有兩個儲能元件,
可以都是電容也可以都是電感,也可以是一個電容、一個電感。
一階電路需要解一階微分方程
二階電路需要解二階微分方程
❻ 基礎電路如何區分一階電路和二階電路
一階電路里有一個電容或一個電感。二階電路里有一個電容和一個電感。
簡單的講,一階電路里有一個儲能元件,可以是電容也可以是電感。
二階電路里有兩個儲能元件,可以都是電容也可以都是電感,也可以是一個電容、一個電感。
一階電路需要解一階微分方程、二階電路需要解二階微分方程。
1、一階電路:
任意激勵下一階電路的通解一階電路,a.b之間為電容或電感元件,激勵Q(t)為任意時間函數,求一階電路全響應一階電路的微分方程和初始條件為:
df(t)dt+p(t)f(t)=(t)(1)f(0+)=u0其中p(t)=1τ,用「常數變易法」求解。令f(t)=u(t)e-∫p(t)dt,代入方程得u(t)=∫(t)e∫p(t)dtdt+c1f(t)=c1e-∫p(t)dt+e-∫p(t)dt∫(t)e∫p(t)dtdt=fh(t)+fp(t)。
(2)常數由初始條件決定。其中fh(t)、fp(t)分別為暫態分量和穩態分量。
2、三要素公式通用形式用p(t)=1τ和初始條件f(0+)代入(2)式有c1=f(0+)-fp(0+)f(t)=fp(t)+[f(0+)-fp(0+)]e-1上式中每一項都有確定的數學意義和物理意義。
fp(t)=e-1τ∫(t)e1τdt在數學上表示方程的特解,即t~∞時的f(t),所以,在物理上fp(t)表示一個物理量的穩態。(隨t作穩定變化)。
fh(t)=c1e-1τ在數學上表示對應齊次方程的通解,是一個隨時間作指數衰減的量,當時t~∞,fh(t)~0,在物理上表示一個暫態,一個過渡過程。
c1=f(0+)-fp(0+),其中fp(0+)表示穩態解在t=0時的值.τ=RC(或L/R),表示f(t)衰減的快慢程度,由元件參數決定。
3、穩態解的求取方法由於穩態解是方程的特解,由上面的討論可知:
fp(t)=e-1τ∫(t)e1τdt。
對任意函數可直接積分求出。方程和初始條件為:
(1)didt+RLi=UmLcos(ωt+φu)i(0+)=I0ip(t)=e-LtR∫UmLcos(ωt+φu)eRtLdt。
用分步積分法求得ip(t)=UmR2+ω2L2cos(ωt+φu+θ),其中θ=tg-1(ωLR)ip(0+)=UmR2+ω2L2cos(φu+θ)。
(2)由於穩態解是電路穩定後的值,對任意函數可用電路的穩態分析法求出。
sZ=UmR2+ω2L2∠(φu+θ)ip(t)=UmR2+ω2L2cos(ωt+φu+θ).ip(0+)=UmR2+ω2L2cos(φu+θ)。3也可用試探法(待定系數法)求出fp(t)。
如上題中,可以令i=Imcos(ωt+Ψ),代入方程得Im=UmR2+ω2L2,Ψ=φu+θ,ip(t)=UmR2+ω2L2=cos(ωt+φu)。
4、二階電路。
二階電路分類。
零輸入響應。
系統的響應除了激勵所引起外,系統內部的「初始狀態」也可以引起系統的響應。在「連續」系統下,系統的初始狀態往往由其內部的「儲能元件」所提供,例如電路中電容器可以儲藏電場能量,電感線圈可以儲存磁場能量等。
這些儲能元件在開始計算時間時所存儲的能量狀態就構成了系統的初始狀態。如果系統的激勵為零,僅由初始狀態引起的響應就被稱之為該系統的「零輸入響應」。
一個充好電的電容器通過電阻放電,是系統零輸入響應的一個最簡單的實例。系統的零輸入響應完全由系統本身的特性所決定,與系統的激勵無關。
當系統是線性的,它的特性可以用線性微分方程表示時,零輸入響應的形式是若干個指數函數之和。指數函數的個數等於微分方程的階數,也就是系統內部所含「獨立」儲能元件的個數。
假定系統的內部不含有電源,那麼這種系統就被稱為「無源系統」。實際存在的無源系統的零輸入響應隨著時間的推移而逐漸地衰減為零。
定義。
換路後,電路中無獨立的激勵電源,僅由儲能元件的初始儲能維持的響應。也可以表述為,由儲能元件的初始儲能的作用在電路中產生的響應稱為零輸入響應(Zero-inputresponse)。零輸入響應是系統微分方程齊次解的一部分。
零狀態響應。
如果系統的初始狀態為零,僅由激勵源引起的響應就被稱之為該系統的「零狀態響應」。一個原來沒有充過電的電容器通過電阻與電源接通,構成充電迴路。
那麼電容器兩端的電壓或迴路中的電流就是系統零狀態響應的一個最簡單的實例。系統的零狀態響應一般分為兩部分,它的變化形式分別由系統本身的特性和激勵源所決定。
當系統是線性的,它的特性可以用線性微分方程表示時,零狀態響應的形式是若干個指數函數之和再加上與激勵源形式相同的項。
前者是對應的齊次微分方程的解,其中指數函數的個數等於微分方程的階數,也就是系統內部所含「獨立」儲能元件的個數。後者是非齊次方程的特解。
對於實際存在的無源系統而言,零狀態響應中的第一部分將隨著時間的推移而逐漸地衰減為零,因此往往又把這一部分稱之為響應的「暫態分量」或「自由分量「。
後者與激勵源形式相同的部分則被稱之為「穩態分量」或「強制分量」。
全響應。
電路的儲能元器件(電容、電感類元件)無初始儲能,僅由外部激勵作用而產生的響應。在一些有初始儲能的電路中,為求解方便,也可以假設電路無初始儲能,求出其零狀態響應,再和電路的零輸入響應相加既得電路的全響應。
在求零狀態響應時,一般可以先根據電路的元器件特性(電容電壓、電感電流等),利用基爾霍夫定律列出電路的關系式,然後轉換出電路的微分方程。
利用微分方程寫出系統的特徵方程,利用其特徵根從而可以求解出系統的自由響應方程的形式;零狀態響應由部分自由響應和強迫響應組成,其自由響應部分與所求得的方程具有相同的形式。
再加上所求的特解便得系統的零狀態響應形式。可以使用沖激函數系數匹配法求解。
❼ RC一階電路是什麼
RC一階電路就是一個電阻和一個電容串聯起來的RC電路,如下圖所示。