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动态电路中无外施激励电源,仅由动态元件初始储能所产生的响应,称为动态电路的零输入响应。 RC电路的零输入响应 开关S闭合前,电容C已充电,其电压uC=Uo。现把开关动作时刻取为计时起点(t=0)。开关闭合后,即t≥0+时,根据KVL可得 uR-uC=0 将uR=Ri(对R,电流、电压的参考方向是关联参考方向),i=-C(duC/dt)(对电容C,电流、电压的参考方向是非关联参考方向)代入上述方程,有 RC(duC/dt)+uC=0
(齐次线性方程dy/dx+P(x)y=0
通解为y=Ce-∫P(x)dx(C=±eC1)
对于RC(duC/dt)+uC=0,uC=Ae-∫(1/RC)dt=Ae-(1/RC)t
(RCp+1)Aept=0)
这是一阶齐次微分方程,初始条件uC(0+)=uC(0-)=U0,令此方程的通解uC=Aept,代入上式后有 (RCp+1)Aept=0 相应的特征方程为 p=-(1/RC) 根据uC(0+)=uC(0-)=U0,以此代入uC=Aept,则可求得积分常数A=uC(0+)=U0。 电路中的电流为 i=(U0/R)e-(1/RC)t 电阻上的电压 uR=uC=U0e-(1/R)t 由于p=-1/RC,这是电路特征方程的特征根,仅取决于电路的结构和元件的参数。当电阻的单位是Ω,电容的单位为F时,乘积RC的单位为s,它称为RC电路的时间常数,用τ表示。引入τ后,电容电压uC和电流i可以分别表示为 uC=U0e-t/τ i=(U0/R)e-t/τ RL电路的零输入响应
过程与RC电路类似,从略 τ=L/R i=I0e-t/τ uR=RI0e-t/τ uL=-RI0e-t/τ
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