解:t=0-時,電路如上圖,顯然此時電路處於穩態,電容相當於開路,Uc(0-)=9V。 t=0+時,電容相當於一個9V的電壓源,等效電路如下: KVL:2×(2-i1)+2×(2-i1)+9=2i1+4i1。解得:i1=1.7。 所以:U(0+)=2×(2-i1)+9=2×(2-1.7)+9=9.6(V)。 t=∞時,電容再次相當於開路,等效電路如下: 兩個2Ω電阻中無電流、無電壓,因此:Uc(∞)=U(∞)=2i1+4i1=6i1。 此時,i1=2A,所以:U(∞)=6×2=12(V)。 將電流源開路,從電容兩端外加電壓U,設流入電流為I。顯然,此時I=i1。 所以:U=2I+2I+4i1+2i1=4I+6i1=10I。R=U/I=10(Ω),時間常數:τ=RC=10×0.1=1(s)。 三要素法:U(t)=U(∞)+[U(0+)-U(∞)]e^(-t/τ)=12+(9.6-12)e^(-t/1)=12-2.4e^(-t)?(V)。——這就是電路的全響應。 U(t)=9.6e^(-t)+12(1-e^(-t))=零輸入響應+零狀態響應。 暫態響應分量=2.4e^(-t)——會隨著t→∞而逐步減小為零; 穩態響應分量=12,最終(即t=∞)時的穩態值。 零輸入響應:假定沒有外部激勵時,即原圖中2A電流源為零時,開關由a轉向b後,電壓U(t)的響應表示式;零輸入——外部激勵為零。 零狀態響應:在t=0+時,儲能元件(電容)未儲存能量,即Uc(0+)=0情況下,開關裝換後,U(t)的響應表示式;零狀態——儲能元件為零。
解:t=0-時,電路如上圖,顯然此時電路處於穩態,電容相當於開路,Uc(0-)=9V。 t=0+時,電容相當於一個9V的電壓源,等效電路如下: KVL:2×(2-i1)+2×(2-i1)+9=2i1+4i1。解得:i1=1.7。 所以:U(0+)=2×(2-i1)+9=2×(2-1.7)+9=9.6(V)。 t=∞時,電容再次相當於開路,等效電路如下: 兩個2Ω電阻中無電流、無電壓,因此:Uc(∞)=U(∞)=2i1+4i1=6i1。 此時,i1=2A,所以:U(∞)=6×2=12(V)。 將電流源開路,從電容兩端外加電壓U,設流入電流為I。顯然,此時I=i1。 所以:U=2I+2I+4i1+2i1=4I+6i1=10I。R=U/I=10(Ω),時間常數:τ=RC=10×0.1=1(s)。 三要素法:U(t)=U(∞)+[U(0+)-U(∞)]e^(-t/τ)=12+(9.6-12)e^(-t/1)=12-2.4e^(-t)?(V)。——這就是電路的全響應。 U(t)=9.6e^(-t)+12(1-e^(-t))=零輸入響應+零狀態響應。 暫態響應分量=2.4e^(-t)——會隨著t→∞而逐步減小為零; 穩態響應分量=12,最終(即t=∞)時的穩態值。 零輸入響應:假定沒有外部激勵時,即原圖中2A電流源為零時,開關由a轉向b後,電壓U(t)的響應表示式;零輸入——外部激勵為零。 零狀態響應:在t=0+時,儲能元件(電容)未儲存能量,即Uc(0+)=0情況下,開關裝換後,U(t)的響應表示式;零狀態——儲能元件為零。